合成MnOOH及其在氧降解反应的支持六角Pd/C催化剂中的应用
Zheng Cheng1, Wei Cheng1, Xin-Ning Lin1
1College of Materials and Chemical Engineering, China Three Gorges University, Yichang 443002, China. rhzhang@ctgu.edu.cn.
一种新型的六角-碳-氧化 (Pd-C-MnOOH) 复合催化剂在性介质中表现出氧降解反应 (ORR) 的卓越性能. 这种低成本的催化剂提供了增强的活性和稳定性,优于能源应用的商业替代品.
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
- 储能和能源转化 储能和能源转化
背景情况:
- 全球不断增长的能源需求需要先进的催化剂,以实现高效的能源转换过程.
- 性介质中的氧降解反应 (ORR) 对燃料电池和金属空气电池至关重要.
- 开发具有成本效益,高性能ORR催化剂仍然是一个重大的研究挑战.
研究的目的:
- 为了合成和描述ORR的新型六角Pd-C-MnOOH复合催化剂.
- 在性系统中评估合成催化剂的电催化活性和稳定性.
- 调查有助于提高ORR性能的协同效应.
主要方法:
- 使用P123triblock共聚合物和糖糖的六角Pd-C-MnOOH复合物的水热合成.
- 电化学表征包括循环电压测量和旋转磁盘电极测量.
- 分析使用Koutecky-Levich方程来确定电子转移路径.
主要成果:
- 优化的20%Pd-C-MnOOH-1:1催化剂的半波电位为0.84V,限制电流密度为-4.78 mA cm-2在1600rpm时.
- 催化剂显示了近4电子转移过程的ORR,超过商业20%的Pd/C催化剂.
- 观察到非常好的稳定性,在1000个循环后,限制电流密度仅下降3.7%.
结论:
- 与商业催化剂相比,Pd-C-MnOOH复合催化剂提供了优越的ORR活性和稳定性.
- 性能提升归因于电导率的提高,高度活跃的六角形Pd粒子和协同作用的Pd-MnOOH相互作用.
- 使用triblock共聚合物的合成方法显示出开发各种应用的先进电催化剂的前景.
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