同时对L10-PtZn的几何和电子调制通过Trace Ge增强高性能氧降解反应
Shaojie Lu1, Yiping Hu1, Fanjie Xia2
1Institute of Fundamental and Frontier Science, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, 610054, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 27, 2023
概括
这项研究引入了一种新的低电催化剂 (Ge-L10-PtZn@N-C) 用于氧降解反应,显著提高了质子交换膜燃料电池的性能和耐用性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 质子交换膜燃料电池 (PEMFCs) 需要高效的电催化剂才能得到广泛采用.
- 开发用于氧降解反应 (ORR) 的低催化剂对于降低成本和提高性能至关重要.
研究的目的:
- 为ORR开发一种高活性,耐用,低含量的电催化剂.
- 研究微量 (Ge) 在增强PtZn金属间纳米颗粒的特性中的作用.
主要方法:
- 超细PtZn金属间纳米颗粒的合成,这些纳米颗粒被限制在添加的多孔碳中 (Ge-L10-PtZn@N-C).
- 催化剂ORR活性和在PEMFC中的性能的电化学表征.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以阐明Ge的影响机制.
主要成果:
- Ge-L10-PtZn@N-C表现出优越的ORR质量活性 (3.04 A mg-1 Pt) 和特异性活性 (4.69 mA cm-2),显著优于商业Pt/C.
- 与催化剂组装的PEMFC在性 (316.5 mW cm-2) 和酸性 (417.2 mW cm-2) 介质中都显示出高峰功率密度.
- DFT计算证实了Ge在抑制纳米粒子生长,增强分散和优化ORR电子结构方面的作用.
结论:
- 微量的加入有效地提高了低PtZn电催化剂的活性和稳定性.
- 开发的Ge-L10-PtZn@N-C催化剂对具有成本效益和高性能的PEMFCs来说是一个有希望的进步.
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