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【动态】大连化物所展现燃料电池铂基氧还原反应电催化剂的协同稳固机制

  • 分类:行业新闻
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  • 宣布日期:2022-03-25
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【动态】大连化物所展现燃料电池铂基氧还原反应电催化剂的协同稳固机制

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Detalles
      克日，大连化物所醇类燃料电池及复合电能源研究中心（DNL0305组）孙公权研究员和王素力研究员团队在高稳固性铂基氧还原反应电催化剂研究方面取得新希望 。该团队报道了一种具有超高稳固性的核壳结构铂铑合金（PtRh/Pt）氧还原反应电催化剂，团结密度泛函理论（DFT）盘算与AC-STEM、电化学等表征手段，展现了该铂铑合金电催化剂的核壳结构的协同稳固机制 。
 

      氧还原反应的动力学速率较慢，在反应中需要使用大宗铂基电催化剂 。然而，铂基电催化剂的本钱高、稳固性差，导致质子交流膜燃料电池难以大规模商业化应用 。近二十年来，研究职员通过构建优势晶面和改变外貌铂原子电子结构，开发出了高活性铂基合金（PtM）以镌汰铂用量 。然而，这些合金电催化剂仍面临耐久性缺乏的问题，其在工况下金属组分爆发消融导致晶面破损，以及由于外貌铂原子电子结构的改变，从而导致质量活性急速衰减 。因此，设计一种金属组分（包括Pt以及M）在工况下，均具有高度抗消融性的超稳固铂基电催化剂仍具有挑战性 。
      本事情中，该团队通过油胺法制备出铂铑合金电催化剂，并通过组分—结构稳固性剖析和DFT盘算，发明铂铑合金在1万次加速耐久性测试循环历程中，可通过“自愈合”效应形成理想的铂壳层，该表层铂原子的消融能高于纯铂 。别的，研究还发明铑原子偏析能显着高于其它核壳结构中的钴和镍，这种铂铑合金核壳间的“协同效应”也同时有用地抑制了铂（Pt）和铑（Rh）的消融，从而在长达9万次的加速耐久性测试循环后，其半波电位仅负移约5mV、质量活性仍坚持88% 。该铂铑合金催化剂的稳固性远高于商品铂炭催化剂，是迄今为止报道的耐久性最高的氧还原反应铂基电催化剂之一 。该研究为设计高稳固Pt基氧还原反应电催化剂提供了主要思绪 。
      相关研究效果以“Structural Evolution of a PtRh Nanodendrite Electrocatalyst and Its Ultrahigh Durability toward Oxygen Reduction Reaction”为题，揭晓在ACS Catalysis上 。该事情的第一作者是大连化物所DNL0305组博士研究生安召 。该研究获得国家自然科学基金重大研究妄想集成等项目的资助 。（文/图 安召）
 
文章链接：
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c05462

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