用硫增强Pt和Co纳米颗粒在N-Doped多孔碳上的定,用于高电流进化
Chunxia Wang1, Tongjun Shen1,2, Chengcheng Yan1
1State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, College of New Energy and Materials, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 1, 2025
概括
这项研究引入了硫兴奋剂,以稳定和电催化剂的性演化反应 (HER),在苛刻的条件下显著提高性能和耐用性.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- (Pt) 和 (Co) 电催化剂对于性演化反应 (HER) 是至关重要的.
- 催化剂聚合和腐蚀限制了它们在高电流密度和长时间使用下的应用.
- 现有的催化剂在保持稳定性和效率方面面临着挑战.
研究的目的:
- 为性HER开发一种稳定高效的电催化剂.
- 为了增强金属支相互作用,并防止纳米粒子降解.
- 调查硫注射在提高催化剂性能方面的作用.
主要方法:
- 由金属有机框架 (MOFs) 衍生而来的合成硫化-碳矩阵.
- 分散的 Pt 和 Co 纳米粒子在 S-doped 碳支器上.
- 进行了电化学测量,包括超电位和耐久性测试.
- 进行密度函数理论 (DFT) 计算以了解机制.
主要成果:
- Pt/Co@S-N-C在10mA·cm-2.2时显示出16mV的超低超电位.
- 在膜电极组件 (MEA) 中,在1.80V时达到高电流密度 (1000 mA·cm-2).
- 与未使用催化剂相比,具有极小的电压偏移 (11 mV超过72小时) 的特殊稳定性.
结论:
- 硫剂有效地增强了金属支相互作用,防止了Pt和Co纳米粒子聚合.
- S-doping 策略提供了一种强大的方法,用于为性 HER 制造高度稳定和高效的电催化剂.
- DFT的计算证实,S兴奋剂优化了Pt电子结构,并促进了关键反应步骤.
