Adv. Mater.:2D Pd纳米网格助力燃料电池和锌空气电池性能大提升

学术   2024-11-13 08:10   山东  

近日,期刊Advanced Materials发表了一篇题为“Greatly Enhanced Oxygen Reduction Reaction in Anion Exchange Membrane Fuel Cell and Zn-Air Battery via Hole Inner Edge Reconstruction of 2D Pd Nanomesh”的研究论文。

研究背景:

贵金属铂族金属(PGM)在可持续能源反应中具有极高的催化活性,但其高昂的成本限制了其在实际应用中的普及。如何在降低成本的同时,提高催化剂活性,成为当前研究的热点。

研究亮点:

采用简便的室温还原法,实现了克级产量的2D Pd纳米网格结构。

该纳米网格具有孔内重构边缘(HIER),暴露出高能量面和过度拉伸的晶格参数。

在电化学氧还原反应(ORR)中,HIER显著提升了Pd的催化性能,质量活性(MA)达到2.672 A mgPd−1,分别是商业Pt/C和Pd/C催化剂的27.8倍和23.6倍。

在H2-air阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)和Zn-air电池(ZAB)应用中,该Pd催化剂展现出优异的性能,峰值功率密度分别达到0.86和0.22 W cm−2,远超商业Pt/C催化剂。

作者:

Junjie Guo教授是太原理工大学的教授和博士生导师,专注于新型二维材料的研究,特别是在能源催化领域的应用。他在这一领域发表了大量论文,并获得了多项专利和奖项。曾在日本东北大学和美国橡树岭国家实验室学习和工作,目前担任多个学术职务,并负责多个科研项目。

Bingshe Xu教授是太原理工大学材料科学与工程学院的教授和博士生导师,专注于新型薄膜光电材料、高性能纤维和纳米碳功能材料的研究。他在太原工学院和日本东京大学接受教育,并在太原理工大学担任多个重要职务,包括副校长和重点实验室主任。他也是国家杰出青年基金获得者和政府特殊津贴专家。

Ziqi Sun教授是昆士兰科技大学全职教授,专注于仿生智能纳米材料和二维金属氧化物纳米材料的开发,应用于可持续能源和环境领域。他在2009年获得博士学位,曾任伍伦贡大学教职,现为多个学术期刊的编辑。

原文链接:

J. Tian, Y. Song, X. Hao, X. Wang, Y. Shen, P. Liu, Z. Wei, T. Liao, L. Jiang, J. Guo, B. Xu, Z. Sun, Greatly Enhanced Oxygen Reduction Reaction in Anion Exchange Membrane Fuel Cell and Zn-Air Battery via Hole Inner Edge Reconstruction of 2D Pd Nanomesh. Adv. Mater. 2024, 2412051. https://doi.org/10.1002/adma.202412051

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