氧气协调cr单原子催化剂用于质子交换膜燃料电池中的氧气还原反应
Junming Luo1, Yating Zhang1, Zhe Lu1
1School of Marine Science and Engineering, State Key Laboratory of Tropic Ocean Engineering Materials and Materials Evaluation, Hainan Provincial Key Lab of Fine Chemistry, Hainan University, Haikou, 570228, China.
氧气协调的单原子催化剂现在可以在酸性条件下驱动所需的4电子氧降解反应 (ORR). 这一突破推动了使用新型催化剂的燃料电池技术的发展.
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:
- 碳支持的金属单原子催化剂 (M-SACs) 是氧降解反应 (ORR) 的关键.
- 异原子协调显著影响M-SACs的ORR活性和选择性.
- 以前,与燃料电池首选的4电子通路不同,与氧气协调的M-SAC倾向于2电子的ORR.
研究的目的:
- 首次证明氧协调的M-SACs可以在酸性介质中促进4电子ORR.
- 为ORR应用研究一种新的氧协调M-SAC.
主要方法:
- 一种基于的氧气协调的单原子催化剂 (Cr(acac) -NC) 的合成.
- 电化学评估催化剂的ORR活性和在酸中的稳定性.
- 质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的测试.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以确定活跃站点.
主要成果:
- 合成的Cr ((acac) -NC催化剂表现出出色的ORR活性和稳定性在酸中.
- 催化剂表现出高的PEMFC性能,与协调的M-SAC相提并论.
- DFT的计算确定了碳支的曲边缘上的Cr-O2部分作为活跃地点.
结论:
- 氧协调的M-SACs能够在酸性介质中促进4电子ORR.
- (acac) -NC催化剂代表了燃料电池的新一类高效ORR催化剂.
- 了解活动部位结构对于设计先进的M-SAC至关重要.
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