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中科大,重磅Angew.!
來源: 時間:2024-05-27 10:12:11 瀏覽:1434次

第一作者:Ye-Hua Wang、Yu Yang、Fei-Yue Gao

通訊作者:高敏銳教授

通訊單位:中國科學技術大學

DOI: 10.1002/anie.202407613.



研究背景



氫燃料電池以其能量轉換效率高、加注速度快、續(xù)駛里程長、零碳排放等優(yōu)點,成為極具吸引力的汽車動力源。其中,陰離子交換膜燃料電池(AEMFC)由于其堿性環(huán)境腐蝕性較小,可使用不含鉑族金屬(PGM-free)的催化劑。然而,在PGM(Pt、Pd等)催化劑上,負極氫氧化反應(HOR)的動力學在堿性介質中比在酸性介質中慢約100倍,且其來源仍存在爭議?;诖?,中國科學技術大學高敏銳教授團隊報道了以鎳-鎢(Ni-W)合金為模型催化劑對堿性HOR電催化的新進展。



文章要點



1、研究發(fā)現(xiàn),Ni-W合金催化劑的反應活性與Ni: W比值密切相關,其中最佳的Ni17W3合金表現(xiàn)出固有的堿性HOR活性。實驗和理論研究表明,與W合金化可以調整Ni中的未配對電子,調整零電荷和催化表面的電位,以有利于羥基吸附(OHad)。同時,OHad與鉀離子(K+)協(xié)同作用,打破K+溶劑化鞘,留下自由的水分子,從而改善了氫鍵(H-鍵)網絡的連通性。

2、測試發(fā)現(xiàn),最佳的Ni17W3合金催化劑的堿性HOR活性優(yōu)于最先進的鉑/碳(Pt/C)催化劑,并且在10000次循環(huán)后穩(wěn)定運行,衰變可以忽略不計。本發(fā)現(xiàn)提供了對合金HOR催化劑的新認識,并將指導下一代燃料電池催化劑的合理設計。



圖文展示



圖1.電化學HOR活性

圖2.結構表征和表面分析

3.原位光譜研究

4.電子性質的研究

5. DFT計算

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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