通过Fe-Co双站点工程,在基于Pt的双功能电催化剂中产生协同电子效应
Chang Yang1, Qingmei Wang1, Yuan Xiong1
1Key Laboratory of Green Chemical and Clean Energy Technology, Guizhou University Engineering Research Center of Efficient Utilization for Industrial Waste, School of Chemistry and Chemical Engineering, Guizhou University, Institute of Dual-carbon and New Energy Technology Innovation and Development of Guizhou Province, Guizhou University, Guiyang, Guizhou 550025, China.
这项研究引入了用于燃料电池的新催化剂 (Pt/FeCoNC),增强了氧降解和酒精氧化反应. 与传统的催化剂相比,新的催化剂提供了更高的活性和耐用性.
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:
- 基于的催化剂对于燃料电池至关重要,但由于成本高,耐用性差而受到影响.
- 氧减少反应 (ORR) 和酒精氧化反应 (AOR) 是由当前催化剂性能所限制的关键过程.
研究的目的:
- 为高效的ORR和AOR设计和合成一个具有成本效益和耐用的双功能催化剂.
- 研究与纳米颗粒原子分散Fe-N4和Co-N4双位点的协同效应.
主要方法:
- 纳米颗粒的合成,在化碳支持上固定,使用工程化Fe-N4和Co-N4双位点 (Pt/FeCoNC).
- 在酸性介质中对ORR和AOR性能进行催化剂的电化学表征.
- 耐久性测试用于评估催化剂在延长运行周期中的稳定性.
主要成果:
- 对于酸性ORR,Pt/FeCoNC的半波潜力为0.90V,而RHE为0.90V,其质量活性是商业Pt/C的5.6倍.
- 催化剂在3万个循环后保留了约60%的初始质量活动,显著超过了Pt/C (约33%的保留).
- 观察到异常的AOR活性,甲醇和乙醇氧化的质量活动超过Pt/C的3倍.
结论:
- 使用Fe-N4和Co-N4站点的双原子站点工程有效地提高了催化剂的活性和耐用性.
- Pt和双金属位点之间的协同相互作用调节电子特性,减弱中间吸附,提高稳定性.
- 在先进的能源转换应用中,Pt/FeCoNC 是一个有前途的双功能催化剂.
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