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厦大黄小青/卜令正JACS:100%选择性!PtPbBi/PtBi NPs助力DFAFC!
来源: 时间:2023-07-06 10:22:13 浏览:1788次

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

通讯作者:黄小青教授和卜令正副教授

通讯单位:厦门大学

DOI: 10.1021/jacs.3c00262




研究背景

设计高性能、高选择性的铂(Pt)基甲酸氧化反应(FAOR)催化剂,有助于直接甲酸燃料电池(DFAFC)的发展,但还十分具有挑战性。基于此,厦门大学黄小青教授和卜令正副教授(共同通讯作者)等人报道了一类表面不均匀的新型PtPbBi/PtBi核-壳纳米片(PtPbBi/PtBi NPs),可以实现FAOR的高活性和选择性,即使在复杂的膜电极组件(MEA)介质中也具有优异性能。该工作展示了一种高效的Pt基FAOR催化剂,具有100%的直接反应选择性,对推动DFAFC燃料电池的商业化具有重要意义。




文章要点

1、测试发现,FAOR的比活性和质量活性分别为25.1 mA cm-2和7.4 A mgPt-1,分别是商用Pt/C的156倍和62倍,是目前已报道的FAOR催化剂中活性最高的。同时,在FAOR实验中,它们对CO的吸附极弱,脱氢途径选择性高。

2、此外,PtPbBi/PtBi NPs在单个DFAFC器件中显示出巨大的潜力,最高达到161.5 mW cm-2的功率密度,并且具有稳定的放电性能(在0.4 V下运行10 h后功率密度衰减率为45.8%)。

3、结合原位FTIR和XAS结果证实,PtPbBi和PtBi之间存在局部电子相互作用。此外,高耐受性的PtBi壳层可以有效抑制CO的产生/吸附,从而实现完全的脱氢反应途径。




图文展示

 

图1.PtPbBi/PtBi NPs的形态和结构表征

 

图2.PtPbBi/PtBi NPs的原子级结构分析

 

图3.PtPbBi/PtBi NPs的FAOR和MEA性能

 

图4.机理研究

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全部 3小时前 四川
文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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