北京大学 ACS Catal.：电解质化学与氧还原催化！
文摘
2024-11-07 07:58
中国香港
氧还原反应 (ORR) 在许多重要的能源转换技术中无处不在，包括燃料电池、金属空气电池和 H2O2 电合成。然而，其固有的缓慢动力学往往导致显著的过电位和效率损失，从而促使人们在催化剂优化方面做出大量努力。在过去几年中，越来越多的研究强调了电解质相关因素在影响 ORR 性能方面的关键作用。1. 在本综述中，作者重点关注电解质性质、pH、阳离子、阴离子和添加剂之间的复杂相互作用，以及它们对 ORR 电催化的影响，特别是对于铂（及其合金）和非贵金属-氮-碳催化剂。2. 作者研究了这些电解质介导的改变如何影响电极表面、活性物质和微环境，从而调节中间体的吸附能量、催化剂稳定性和质量传输，并最终影响整个 ORR 过程。3. 作者强调了电催化界面动态模型和先进探测技术的需求，并提倡采用整体方法，同步电解质和催化剂的作用以优化 ORR 电催化。最后，作者指出，尽管在 ORR 电催化领域进行了数十年的深入研究，但仍然存在近 200 mV 的过电位差距，需要降低。已经提出了包括混合电位和缩放关系在内的各种机制来解释和缓解这一差距，其内在起源仍存在争议。毫无疑问，电解质特性至关重要，应将其精心融入带电界面的设计中，以消除这一差距。这强调了迫切需要更深入地研究电解质对 ORR 电催化的影响，从而加深我们的理解并促进更高效的电催化系统的开发。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c05425
