在空洞的碳纳米碗上固定高度分散的Pt:负曲率增强了电催化的进化
Yuxing Ma1, Rong Hua1, Youfeng Pan1
1Key Laboratory of Applied Surface and Colloid Chemistry, Ministry of Education, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shaanxi Normal University, Xi'an 710119, China. zhenghaoquan@snnu.edu.cn.
Chemical communications (Cambridge, England)
|May 29, 2025
概括
研究人员开发了新的空心碳纳米碗,用于增强进化反应 (HER) 电催化. 这种催化剂在水电解应用中表现出卓越的活性和稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- (Pt) 是进化反应 (HER) 的基准电催化剂.
- 商用Pt/C催化剂在实际使用方面存在局限性,原因是嵌入了活性位点.
- 优化Pt利用对于高效的电催化是至关重要的.
研究的目的:
- 为 HER.设计一种具有增强活性和稳定性的新型电催化剂.
- 为了研究Pt纳米集群和单个原子在独特的碳支上固定的协同效应.
- 评估新催化剂在质子交换膜水电解 (PEMWE) 的性能.
主要方法:
- 有负曲率的空心碳纳米碗的合成.
- 将金作为共存的纳米集群和单个原子 (0.6 wt%负载) 固定在纳米碗上 (HCB@Pt).
- HER活性和稳定性的电化学表征.
- 在质子交换膜水电解 (PEMWE) 条件下进行测试.
主要成果:
- 与商业Pt/C相比,HCB@Pt表现出增强的HER活性 (11 mV@10 mA cm-2)
- 催化剂表现出卓越的稳定性,超过了大多数报告的基于Pt的催化剂.
- 在PEMWE中,HCB@Pt在100小时内表现出卓越的稳定性,能源需求低 (1.66 V@200 mA cm-2).
结论:
- 在空心碳纳米碗上Pt纳米团和单个原子的协同效应显著提高了HER的性能.
- HCB@Pt代表了水电解的高度活跃和稳定的电催化剂.
- 这种设计为提高生产效率提供了一个有前途的策略.
