富有露台的超薄PtCu表面在地球上丰富的金属氧降解反应反应
Mingze Sun1, Shuyan Gong2, Zhengwen Li1
1State Key Laboratory of Chemical Engineering, Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing, 100084, China.
ACS nano
|September 18, 2023
概括
开发出一种新的铜 (PtCu) 超薄表面可以提高氧降解反应 (ORR) 的活性和稳定性. 这种扩展的纳米结构最大限度地减少了低协调位点,提高了电化学应用的催化剂性能和污染物耐受性.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 纳米粒子催化剂表现出大小依赖的活性和氧降解反应 (ORR) 的稳定性.
- 小纳米颗粒上的位缺乏协调,可能导致强烈的氧结合,降低活性和稳定性.
- 在小型纳米颗粒中,高Pt利用率被性能受损所抵消.
研究的目的:
- 为了设计一个扩展的纳米结构铜 (PtCu) 超薄表面.
- 为了减少低协调的网站,同时保持高的电化学活性表面积 (ECSA).
- 改善ORR的基电催化剂的活性,稳定性和污染物耐受性.
主要方法:
- 制造具有111方向的PtCu超薄表面.
- 使用电化学探针反应和各种光谱仪进行表征.
- 评估催化活性,ECSA,以及对常见空气杂质 (SO2,NO,CO) 的耐受性.
主要成果:
- PtCu表面表现出以111为导向的特性.
- 与商业Pt/C相比,在特定活动中实现了数量级的增长.
- 与传统薄膜相比,ECSA的提升几乎是4倍.
- 在高度协调的地点,由于杂质吸收较弱,表现出优越的污染物耐受性.
结论:
- 扩展纳米结构的PtCu超薄表面为ORR提供了与传统纳米颗粒的有希望的替代方案.
- 在以111为导向的表面上最大限度地减少低协调点,提高了活动和稳定性.
- 开发的催化剂对常见污染物具有很好的耐受性,扩大了其在电化学设备中的应用范围.
