在纳米晶体中缺陷密度的合理调节,以实现高效的进化反应
Huimin Zhang1, Kai Li1, Xiaoyan Guo1
1State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites and Beijing Advanced Innovation Center for Soft Matter Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029, People's Republic of China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 3, 2023
概括
-氧化物 (Pt/WOx) 纳米晶体中的结构缺陷显著提高了演化反应 (HER) 活动. 由于受控的缺陷密度,状Pt/WOx催化剂在酸性和性条件下都表现出卓越的性能.
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:
- 增强演化反应 (HER) 的催化活性对于可再生能源技术至关重要.
- 结构缺陷密度在HER催化中的作用仍未得到充分研究.
研究的目的:
- 研究结构缺陷密度与Pt/WOx纳米晶体中HER活性之间的关系.
- 制造具有可控形态和缺陷密度的Pt/WOx纳米晶体.
主要方法:
- 简单的一步湿化学合成不同形态的Pt/WOx纳米晶体 (树突,多边形,恒星).
- 在酸性和性条件下对HER的电催化性能评估.
- 在质子交换膜水电解器 (PEMWE) 中进行电化学测量.
- 使用电子带结构分析的机制研究.
主要成果:
- 状Pt/WOx (d-Pt/WOx) 呈现出更高的结构缺陷密度,包括阶梯表面和原子缺陷.
- 在酸性和性介质中,d-Pt/WOx仅需要4mV才能达到10mA cm-2,其转换频率分别是Pt/C的11.6倍和22.8倍.
- 在PEMWE中,d-Pt/WOx//IrO2的质量活性为5158mA mgPt−1,显著超过商业Pt/C//IrO2.
- 机械研究表明,d-Pt/WOx的电子结构 (减少抗结带,优化dz2-带中心) 促进吸附/释放和水解离.
结论:
- 结构缺陷的受控构建,特别是在树突性Pt/WOx中,是增强HER电催化活性的高效策略.
- 缺陷密度在优化催化剂的电子特性方面起着至关重要的作用,以实现高效的进化.
- 这些发现为设计用于水分解和其他电化学应用的先进电催化剂提供了宝贵的见解.
更多相关视频
12:08Catalytic Reactions at Amine-Stabilized and Ligand-Free Platinum Nanoparticles Supported on Titania During Hydrogenation of Alkenes and Aldehydes
Published on: June 24, 2022
3.5K
13:08A Salt-Templated Synthesis Method for Porous Platinum-based Macrobeams and Macrotubes
Published on: May 18, 2020
8.6K