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2024-04-29 10:05:18

可控暴露Pt活性面实现高效ORR

Pt基材料是氧气还原反应(ORR)的最先进催化剂,但其高成本和稀缺性是可再生能源工业中大规模应用的主要障碍。为了制备Pt含量低且高效的ORR催化剂,中佛罗里达大学Yang Yang等结合电化学自下而上(电沉积)和自上而下(阳极氧化)工艺,合理地设计出了具有充分暴露的Pt活性位点的PtNi多孔膜(PFs)催化剂。作者利用方波电压控制独特的动态氧气泡模板(DOBT)调节催化剂形态及PtNi PFs中暴露的Pt活性面;通过施加的阳极电压调节暴露在PtNi PFs表面结合的物质,例如羟基阴离子(OH*)等,进一步影响Pt上的动态氧(O2)气泡的吸附。最后,作者成功得到了富含Pt(111)面(Pt3.5%Ni PF)的PtNi PF,该Pt3.5%Ni PF催化剂具有高的ORR活性,在超低Pt负载下(0.015mg cm-2)具有0.92V(相对于RHE)的起始电位。进一步研究发现,Pt3.5%Ni PF上OHads覆盖率比其他PtNi PFs少,这表明催化剂中的Pt(111)面促进了O2吸附,利于还原O2,从而导致优异的ORR活性。Guanzhi Wang, Yang Yang *, et al. Programmable Exposure of Pt Active Facets for Efficient Oxygen Reduction. Angew. Chem. Int. Ed., 2019DOI: 10.1002/anie.201907322https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201907322

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