在过渡金属碳电催化剂中的活性位密度的通用电化学量化
Guang Li1, Shu-Hu Yin2, Li-Fei Ji1
1State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, Engineering Research Center of Electrochemical Technologies of Ministry of Education, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen, China.
Nature communications
|November 27, 2025
概括
一种新方法通过解决化物减少中不清楚的中毒机制,准确量化金属碳电催化剂中的活性位点. 这促进了对燃料电池催化剂性能的理解.
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:
- 在现场的电化学化物减少量化了PEM燃料电池的金组无金属催化剂的位点密度 (SD).
- 目前的方法存在不明确的中毒机制,导致低估了SD值.
- 两个NO分子吸附的单金属中心的独特配置挑战了传统的量化.
研究的目的:
- 开发一种精确的方法来量化过渡金属--碳 (MNC) 电催化剂中的活性位密度 (SD).
- 为了阐明MNC电催化剂中活性位点的结构.
- 克服现有的电化学量化方法的局限性.
主要方法:
- 开发了一种现场酸辅助化物中毒方法 (AANPM).
- 结合AANPM与基于石墨烯的减弱总反射里埃变换红外光谱学 (基于石墨烯的现场ATR-FTIR).
- 为了准确的SD计算,纳入了NO电还原 (NOR) 的平均电子转移数.
主要成果:
- 与g-ATR-FTIR相结合的AANPM准确地量化了MNC电催化剂中的SD.
- 该方法阐明了活性部位结构,识别了吸附两个NO分子的单金属中心.
- 通过结合NOR.来实现准确的SD计算.
结论:
- 开发的AANPM是一种可靠的方法,用于在MNC电催化剂中准确量化SD和阐明活性站点结构.
- 这种方法克服了传统电化学量化的局限性,提供了可靠的数据.
- 该方法可以建立关键的结构-活动关系,以改进催化剂设计.
