Pt单原子在结构集成的3D N-Doped碳管网格上,用于安培级电流密度的气演变
Qijun Pan1,2, Yuguang Wang1,2, Bin Chen1,2
1Key Laboratory of Materials Physics and Anhui Key Laboratory of Nanomaterials and Nanotechnology, Institute of Solid State Physics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences, Hefei, 230031, China.
本研究介绍了一种新的无粘合剂阴极,用于演化反应 (HER),使用单原子催化剂 (Pt-SACs) 固定在3D添加剂的碳管上. 新设计实现了高电流密度和稳定性,克服了实际应用的关键挑战.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 单原子催化剂 (Pt-SACs) 对演化反应 (HER) 显示出极好的活性.
- 使用Pt-SAC实现高电流密度仍然是实际应用的重大挑战.
研究的目的:
- 使用Pt-SACs开发一种无粘合剂的阴极,用于高性能HER.
- 提高Pt-SACs的质量转移和活动部位的可访问性.
主要方法:
- 通过Pt-NxC4-x协调键将Pt-SAs固定在3D化碳管 (N-CTs) 上,制造独立的超性-超空性Pt-SACs阴极 (Pt@N-CTs).
- 使用无粘合剂方法与3D N-CTs阵列网格结构.
主要成果:
- 3D Pt@N-CTs 阴极实现了 1000 mA cm−2 的高电流密度,超低的超电位为 157.9 mV.
- 在11天的时间内,在500 mA cm-2.2下表现出了显著的长期稳定性.
- 具有相互连接的通道的3D结构促进了质量转移,并最大限度地提高了Pt-SA利用效率.
结论:
- 无粘合剂的Pt@N-CTs阴极设计有效地解决了HER中Pt-SACs在高电流密度方面的挑战.
- 这种方法最大限度地提高了现场活跃利用率,电导率和结构稳定性,为高效的生产铺平了道路.
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