Science China Chemistry:调节表面应变,优化PtMnM三元金属间化合物的ORR性能

学术   2024-10-18 17:52   北京  

在能源转换与储存领域,高效、稳定的催化剂设计至关重要。通过调节PtMnM三元金属间化合物的表面应变,显著提升了其氧还原反应(ORR)性能。

催化剂活性和稳定性的关键在于识别控制催化性能的描述符。本研究通过部分替换PtMn/C二元金属间化合物中的Mn元素,引入其他过渡金属(M = Fe, Co, Ni, Cu),构建了PtMnM/C三元金属间化合物。研究发现,3d过渡金属掺杂引起的表面应变与Pt–Pt原子间距和d带中心具有火山型关系,从而有效提升了ORR性能。其中,PtMnCo/C催化剂在最佳应变条件下,质量活性达到1.06 A mg^-1 Pt,分别是PtMn/C和商用Pt/C催化剂的2.6倍和4.6倍。此外,PtMnCo/C催化剂在50,000次电位循环后,半波电位衰减仅10 mV,展现出良好的稳定性。

作者:

Deli Wang,教授、博导,华中科技大学化学与化工学院。研究方向:纳米材料、电催化、高比能化学电源。经历:武汉大学博士,美国康奈尔大学博士后,新加坡南洋理工大学研究助理。发表论文100余篇,专利12项,主持多项科研项目。

文献:

Song M, Luo G, Zhang Q, Hu H, Wang* D. Optimizing the ORR performance of PtMnM ternary intermetallics by tuning the surface strain. Sci China Chem, 2024, 67, https://doi.org/10.1007/s11426-024-2312-x

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