和原子分散的Mn-O集群的界面上的电荷转移诱导了充分的潜在氧化
Hongda Shi1, Wei Zheng1, Dingge Fan1
1Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale and Department of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China.
ACS applied materials & interfaces
|February 3, 2025
概括
研究人员开发了一种新的催化剂与氧化物集群的阳离子交换膜燃料电池 (AEMFCs). 这提高了氧化反应 (HOR) 的活性和耐久性,这对于可持续的能源解决方案至关重要.
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
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 组金属 (PGM) 是离子交换膜燃料电池 (AEMFC) 的关键阳极催化剂.
- 催化剂在性氧化反应 (HOR) 中的活性降低, (OH) 过度吸收阻碍吸附 (Had) 导致 (OH) 过度吸附的电位高于0.2V和RHE.
研究的目的:
- 为了提高基于的催化剂的活性和耐用性,用于AEMFC中的氧化反应 (HOR).
- 为了克服催化剂因OH过度吸收在更高的电位而导致的局限性.
主要方法:
- 用原子分散的氧化物 (Mn-O) 集群 (Ir/Mn0.40OC) 装饰的化物纳米颗粒的制备.
- 调查Mn-O集群和Ir之间的工作功能差异驱动的电荷转移机制.
- 在HOR和耐久性评估中对催化剂性能进行电化学测试.
主要成果:
- 通过从Mn-O向Ir的电荷转移,Ir/Mn0.40OC催化剂通过向上移动d频段中心来证明增强的Had.
- 催化剂在充分潜力时实现了HOR (∼0-1.2V与RHE).
- 一个5小时的耐用性测试显示,在0.71V与RHE的电流密度只有10.9%的损失,质量正常化的阳极活性为8.26W mg-1 .
结论:
- 在Ir纳米颗粒上的原子分散的Mn-O集群有效地减轻OH过度吸收,并增强HOR的Had.
- 开发的Ir/Mn0.40OC催化剂为AEMFC阳极提供了更好的性能和耐用性.
- 该战略为开发用于清洁能源应用的先进电催化剂提供了一个有希望的途径.
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