解脱PGM和无PGM物质之间的协同作用,以实现氧降低反应
Yangdong Zhou1, Jiayang Li1, Qiaojing Wu1
1Huangpu Hydrogen Energy Innovation Centre/School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou University, Wai Huan Xi Road 230, Guangzhou, 510006, P. R. China.
构成低组金属 (LP) 和无 (PF) 催化剂可增强氧降解反应 (ORR) 活性. 在Co/N/C上的PtCo纳米粒子由于双电场效应,显示出优异的ORR性能.
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:
- 复合催化剂结合低组金属 (LP) 和无 (PF) 材料,为氧降解反应 (ORR) 催化提供了先进的策略.
- 这些LP/PF催化剂在ORR质量活动和稳定性方面显著改善.
- 然而,LP和PF组件之间的协同机制仍然不完全理解.
研究的目的:
- 调查ORR催化剂中LP (Pt) 和PF (Co/N/C) 部分之间的协同效应.
- 阐明复合催化剂增强活性和稳定性的根本原因.
- 为了比较原子分散的Pt单个原子与PtCo纳米粒子在Co/N/C支上的性能.
主要方法:
- 两种模型催化剂的合成:原子分散的Co/N/C支持Pt单个原子 (Co/N/C@Pt-SAs) 和Co/N/C上的PtCo纳米粒子 (Co/N/C@PtCo-NPs).
- 电化学表征以评估氧降解反应 (ORR) 质量活性和稳定性.
- 理论计算以了解催化剂内的电子结构和协同效应.
主要成果:
- 与Co/N/C@PtCo-NPs催化剂相比,Co/N/C@PtCo-NPs催化剂的ORR质量活性更高.
- 理论分析揭示了Co/N/C@PtCo-NPs中的双重"内置电场",增强Pt电子密度并调节氧物种吸附/激活.
- 在PtCo纳米颗粒中存在的Co降低了平均价值状态,表明与Co/N/C基质的相互作用更强,稳定性更好.
结论:
- PtCo纳米粒子对Co/N/C的双电场效应对于增强ORR活动至关重要.
- PtCo纳米粒子与Co所促进的Co/N/C支持之间的相互作用有助于改善催化剂的稳定性.
- 这项研究为ORR的LP/PF复合催化剂的协同机制提供了见解.
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