在PtCu合金上的异醇电氧化,用于水性有机氧化解化学,以储存能量
Jinyao Tang1, Xiaochen Shen1, Laura Newsom2
1Department of Chemical Engineering, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA.
这项研究引入了异醇作为水性有机氧化还原流电池 (RFB) 的成本有效的还原活性物种. PtCu合金催化剂表现出卓越的性能和稳定性,克服了可再生能源储能的关键局限性.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 由于间歇性,可再生能源的整合面临着挑战,需要高效的储能解决方案.
- 反氧流电池 (RFB) 提供了大规模存储的潜力,但由于高成本而受到限制.
研究的目的:
- 调查异醇 (IPA) 作为水性有机RFB的氧化还原活性物种.
- 开发和评估用于异醇电氧化反应 (IPAOR) 的 Pt-Cu合金电催化剂.
主要方法:
- 用不同的比率合成和描述PtxCu催化剂.
- 电化学评估IPAOR性能,包括运动分析.
- 在现场ATR-FTIR光谱学研究反应中间体和催化剂中毒.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以阐明反应机制.
- 概念验证 H 细胞测试用于稳定性评估.
主要成果:
- PtCu催化剂在低激活能 (14.4kJ/mol在0.45V与RHE) 和在1M IPA.高稳定性下表现出最好的IPAOR性能.
- 与Pt相比,PtCu上的乙积累减少,表明对催化剂中毒的抗性有所改善.
- DFT将PCET确定为决定利率的步骤,在PtCu.H上进行C-H债券分割.
- 一个PtCu催化H细胞在200个周期中表现出稳定的循环.
结论:
- 异醇/乙化学是水性有机RFB的可行,低成本和可再生的氧化还原对.
- PtCu合金电催化剂显著提高IPAOR的性能和稳定性.
- 这项工作为开发下一代RFB提供了一个有前途的途径.
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