放大Pt-Rh合金纳米层的金属间偏差,以促进之间的扩散和进化
Shi-Nan Zhang1, Qian-Yu Liu1, Bing-Liang Leng1
1State Key Laboratory of Synergistic Chem-Bio Synthesis, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, P.R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|August 4, 2025
概括
这项研究引入了用于质子交换膜水电解剂的PtRh合金纳米层,增强了进化反应活性和耐用性. 新型催化剂设计显著提高了可持续生产的效率和寿命.
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
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 质子交换膜水电解器 (PEMWE) 是可持续的关键,但贵金属催化剂的成本和耐用性是限制.
- 开发高效且持久的催化剂对于推进PEMWE技术至关重要.
研究的目的:
- 研究放大金属间偏差在PtRh合金纳米层中的应用,以提高PEMWE性能.
- 为了增强质子交换膜水电解器的内在催化活性和寿命.
主要方法:
- 在化碳支器上对PtRh合金纳米层的实验合成和表征.
- 理论计算以了解金属间偏差在催化机制中的作用.
- 在质子交换膜水电解仪中对PtRh/NC阴极进行电化学测试.
主要成果:
- Pt3Rh2/NC阴极在1.8V时表现出282 A mg(Pt+Rh) ^-1的记录质量活动.
- 通过纠正与添加碳的接触而增强的金属间偏差加速了质子丰富,H扩散和H解离.
- 在1.5V时,质子扩散电阻从0.95 Ω (Pt/C) 降至0.69 Ω (Pt3Rh2/NC).
- 优化的阴极证明寿命增加了3.2倍.
结论:
- 在PtRh合金纳米层中放大金属间偏差是高性能PEMWE的有希望的策略.
- Pt3Rh2/NC催化剂显著提高了进化反应活性和耐久性.
- 这种方法提供了一种降低成本和提高生产可持续性的途径.
