北理工Adv. Funct. Mater.：簿本协同效应有助于增强氧复原复原反映反映 – 质料牛

发布时间：2024-11-07 10:41:18 来源： 作者：

【引止】

氧复原复原反映反映（ORR）做为典型的北理簿本高温燃料电池的阳极反映反映，已经被视为限度电池功能的协同效半电池反映反映。去世少下效的有助于增ORR催化剂对于降降燃料电池的老本颇为尾要。但到古晨为止，强氧小大少数报道的复原复原反映反映下功能ORR催化剂主假如露有Pt与过渡金属元素，好比Pt与Ni，质料Co，北理簿本Fe，协同效Cu等组成的有助于增铂基开金。因此，强氧非铂金属催化剂的复原复原反映反映钻研远去成为热面，下功能的质料非铂催化质料是进一步降降催化剂老本的劣先抉择，有助于增长燃料电池足艺的北理簿本小大规模商业化。

【功能简介】

远日国内期刊Advanced Functional Materials以“Synergistically Enhanced Oxygen Reduction Electrocatalysis by Subsurface Atoms in Ternary PdCuNi Alloy Catalysts”为题宣告了北京理工小大教最新钻研功能，协同效该工做收现并合计验证了一种具备次概况层协同效应的有助于增下功能碱性氧复原复原催化剂。经由历程干化教法制备的PdCuNi三元开金经由基于溶液的概况氧化处置后，患上到激活的纳米晶概况，催化剂概况正在往除了Ni战Cu簿本后，ORR活性患上到小大幅度提降。正在碱性介量中量量活性分说为Pt/C的5倍，Pd/C的2.4倍。该工做由北京理工小大教质料教院李煜璟钻研员、好国减州小大教质料科教与工程系黄昱（Yu Huang）教授及西北煤油小大修养教与化工教院罗文嘉副教授开做实现，王化伟专士为论文的第一做者。

【图文导读】

图1. 质料制备及概况组成示诡计

图2. a) HAADF-STEM图像战b)酸处置后碳载PdCuNi/C-AB催化剂的HRTEM图像。 c)单个PdCuNi 纳米晶的EDS线扫。橙色箭头展现扫描标的目的，吸应的元素强度概况正在纳米晶上重叠。 d)单个PdCuNi 纳米晶的元素扩散图，其中隐现Pd, Cu, Ni战异化的Pd/Cu元素扩散。

图3. a) 酸处置后吸应催化剂的CV直线。 b) PdCuNi-AB/C催化剂酸处置先后的LSV战CV（插图）直线。 c) d) LSV直线，Tafel图（插图）战酸处置后吸应催化剂正在0.9 V时的活性总结。

图4. 六种代表性的O *吸附挨算及其正在PdCuNi开金概况上的相闭ΔE_O值的图示。第两层战第三层簿本（离不雅审核者更远）以较小尺寸隐现。O, Pd, Cu, Ni分说以红色，蓝色，橙色战绿色隐现。

图5. 与商业Pd/C战Pt/C催化剂比照，正在0.1M NaOH + 1M CH₃OH电解量中PdCuNi-AB-t/C催化剂的LSV直线，插图为0.1M NaOH电解液中催化剂的CV直线。

【小结】

正在那项工做中，钻研者提出了下活性战耐甲醇的PdCuNi三元开金纳米晶。合计下场与魔难魔难下场相不同，批注PdCuNi三元开金的活性增强是由于Ni战Cu簿本正在次表层共存的协同熏染感动，且次表层安妥Ni簿本对于催化活性提降有尾要熏染感动。那项工做经由历程魔难检验证实操做氧化性的酸处置做为一种通用战实用的妄想去后退Pd基开金的ORR活性，而且进一步掀收了下活性的机理，可能指面公平设念用于ORR的下功能Pd基三元开金催化剂。为燃料电池阳极催化质料的斥天提供了新质料及新策略。

文献链接：Synergistically Enhanced Oxygen Reduction Electrocatalysis by Subsurface Atoms in Ternary PdCuNi Alloy Catalysts (Adv. Funct. Mater. 2018, DOI: 10.1002/adfm.201707219 )

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