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    廈大黃小青/卜令正JACS:100%選擇性!PtPbBi/PtBi NPs助力DFAFC!
    來(lái)源: 時(shí)間:2023-07-06 10:22:13 瀏覽:1865次

    第一作者:Xinrui Hu、Zhengyi Xiao和Weizhen Wang

    通訊作者:黃小青教授和卜令正副教授

    通訊單位:廈門(mén)大學(xué)

    DOI: 10.1021/jacs.3c00262




    研究背景

    設(shè)計(jì)高性能、高選擇性的鉑(Pt)基甲酸氧化反應(yīng)(FAOR)催化劑,有助于直接甲酸燃料電池(DFAFC)的發(fā)展,但還十分具有挑戰(zhàn)性。基于此,廈門(mén)大學(xué)黃小青教授和卜令正副教授(共同通訊作者)等人報(bào)道了一類(lèi)表面不均勻的新型PtPbBi/PtBi核-殼納米片(PtPbBi/PtBi NPs),可以實(shí)現(xiàn)FAOR的高活性和選擇性,即使在復(fù)雜的膜電極組件(MEA)介質(zhì)中也具有優(yōu)異性能。該工作展示了一種高效的Pt基FAOR催化劑,具有100%的直接反應(yīng)選擇性,對(duì)推動(dòng)DFAFC燃料電池的商業(yè)化具有重要意義。




    文章要點(diǎn)

    1、測(cè)試發(fā)現(xiàn),F(xiàn)AOR的比活性和質(zhì)量活性分別為25.1 mA cm-2和7.4 A mgPt-1,分別是商用Pt/C的156倍和62倍,是目前已報(bào)道的FAOR催化劑中活性最高的。同時(shí),在FAOR實(shí)驗(yàn)中,它們對(duì)CO的吸附極弱,脫氫途徑選擇性高。

    2、此外,PtPbBi/PtBi NPs在單個(gè)DFAFC器件中顯示出巨大的潛力,最高達(dá)到161.5 mW cm-2的功率密度,并且具有穩(wěn)定的放電性能(在0.4 V下運(yùn)行10 h后功率密度衰減率為45.8%)。

    3、結(jié)合原位FTIR和XAS結(jié)果證實(shí),PtPbBi和PtBi之間存在局部電子相互作用。此外,高耐受性的PtBi殼層可以有效抑制CO的產(chǎn)生/吸附,從而實(shí)現(xiàn)完全的脫氫反應(yīng)途徑。




    圖文展示

     

    圖1.PtPbBi/PtBi NPs的形態(tài)和結(jié)構(gòu)表征

     

    圖2.PtPbBi/PtBi NPs的原子級(jí)結(jié)構(gòu)分析

     

    圖3.PtPbBi/PtBi NPs的FAOR和MEA性能

     

    圖4.機(jī)理研究

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