在FeCoNiCu多元素合金电催化剂中,为氧化演化反应提供最佳稳定性,量身定制Pd含量
Bing Zhu1, Qiqi Huang1, Okkyun Seo2
1School of Materials and Engineering, Nanyang Technological University, Singapore, 639798, Singapore. dongshuang.wu@ntu.edu.sg.
Faraday discussions
|October 10, 2025
概括
将微量 (Pd) 添加到铁---铜 (FeCoNiCu) 合金中,可显著提高氧演化反应 (OER) 的稳定性. 最佳的PD含量抑制了降解,为耐用,低成本的电催化剂提供了一种策略.
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:
- 在地球上大量存在的基于3D过渡金属的多元元素合金 (MEAs) 是氧化演化反应 (OER) 的低成本电催化剂.
- 这些MEA在氧化条件下的长期稳定性仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 研究 (Pd) 加入对FeCoNiCu MEA纳米颗粒的电化学性能和结构耐久性的影响.
- 阐明Pd含量,合金组成,结构和OER性能之间的相关性.
主要方法:
- 系统合成Pd-FeCoNiCu合金的不同Pd度 (0.1771.97%) 的合金.
- 加速耐久性测试 (ADT) 在100 mA cm-2 .
- 先进的表征:ICP-OES,电子显微镜,基于同步的光谱学和电化学测量.
主要成果:
- 添加微量Pd显著降低了FeCoNiCuMEAs的降解率,大约是Pd无合金的1/350.
- 确定了一个最佳的Pd含量范围 (0.3360.389在%),促进d-d/sp轨道杂交和移位电子状态以抑制溶解.
- 较高的Pd度 (>0.389%) 导致Pd-Pd相互作用,局部电子干扰和加速降解,显示出火山类型的相关性.
结论:
- 最少的贵金属兴奋剂,特别是是一种可行的策略,可以提高FeCoNiCu MEA电催化剂的寿命.
- 通过最佳的Pd结合,空间合作电子调制可以显著提高氧化演化反应的催化剂耐用性.
