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自活化，稳定性高！Nature子刊发表湖南大学最新电催化科研成果！

文摘 2024-11-21 09:30 北京

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01

论文拟解决的关键挑战：

低电位醛氧化反应可以在低电位（~0 V_RHE）下发生，并在阳极释放H₂，使产生氢气所需的能量不到水分解所需的十分之一。然而，由于铜基材料的氧化失活，铜催化剂的活性和稳定性仍然不足。

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02

图文简介：

针对上述挑战，湖南大学的邹雨芹教授团队在Nature Communications发表论文，该团队揭示了铜电催化剂在低电位醛氧化反应（LP-AOR）中的失活和再活化循环，并制备了一种高稳定性的自活化PdCu催化剂。

作者采用原位拉曼和多电位电解法研究了LP-AOR过程中的失活和再激活循环，其包括氧化失活过程和非电化学还原过程。基于这一发现，作者设计了PdCu电催化剂，以提高非电化学反应速率，进一步提高催化稳定性。

密度泛函理论（DFT）计算表明，Pd的H吸附能力较强，其引入降低了化学反应步骤的过渡态能垒，加快了非电化学还原速率，提高了催化剂稳定性和反应活性。原位X射线吸收光谱（XAS）和原位拉曼光谱表明，PdCu在LP-AOR过程中保持稳定的价态。

作者利用PdCu催化剂和Pt/C组装了双极制氢装置，在0.42 V的低电池电压下实现了400 mA cm⁻²的电流密度，并具有120 h的优异稳定性。

本文为提高铜基电催化剂在LP-AOR中的稳定性提供了指导。

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