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北京科技大学耿东生,迎来2023年第5篇SCI!

论论资讯 | 2023-04-24 2热度

Electrochimica Acta

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The underlying mechanism trade-off between particle proximity effect and low-Pt loading for oxygen reduction and methanol oxidation reaction activity

Cheng J.; Lyu C.; Dong G.; Liu Y.; Hu Y.; Han B.; Geng D.; Zhao D.

Published:2023-06-20
DOI:10.1016/j.electacta.2023.142364

研究背景

燃料电池是一种新型的清洁能源,具有广泛的应用前景。然而,燃料电池的高效稳定运行需要优良的电催化剂的支持。在当前的研究领域中,如何在低Pt负载的情况下提高电催化剂的活性和选择性是一个亟待解决的问题。

研究内容

在这项研究中,研究人员开发了一种氮掺杂石墨烯状碳纸(Pt@N-GC)作为载体,实现了低Pt负载下的高效电催化剂的制备。研究人员通过控制Pt颗粒的间距,解析了间距对氧还原反应(ORR)和甲醇氧化反应(MOR)活性的影响。研究发现,在最优的5.0 wt%低Pt负载下,Pt颗粒间距较小,导致更高的表面反应活性,同时也阻碍了2e<sup>−</sup>途径,促进4e<sup>−</sup>途径的ORR反应。同时,5.0 wt% Pt@N-GC还能有效提高MOR反应活性,加速甲醇的氧化脱氢反应。所有的Pt@N-GCs都表现出双功能电催化活性和耐久性,这得益于Pt纳米颗粒和N-GC载体的协同作用。

研究意义

这项研究为设计更具有前景的低Pt负载双功能催化剂提供了指导。同时,通过解析Pt颗粒间距对电催化剂活性和选择性的影响,研究人员揭示了Pt颗粒间距和负载之间的平衡关系,为实现高效电催化剂的制备提供了思路。

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