ACS Nano:夹在Pd/Pt核/壳纳米线中的原子PdAu中间层实现了超稳定ORR
芣苢 西瓜 2020-08-21

合理设计Pt基电催化剂的核/壳结构是诱导表面应变效应以促进燃料电池阴极上氧还原反应(ORR)的缓慢动力学的有效方法。然而,在长期循环运作期间,不稳定的核溶解和结构塌陷通常发生在基于Pt的核/壳催化剂中,极大地影响了燃料电池的实际应用。因此,防止核在Pt壳下的溶解是增强材料催化稳定性的关键。近日,燕山大学Faming Gao,北京大学Shaojun Guo,香港理工大学Bolong Huang等报道了一种将原子PdAu中间层夹在一维(1D)Pd/Pt核/壳纳米线(NWs)中的方法,以大大提高亚纳米级Pt壳对ORR的催化稳定性。

本文要点:

1实验表明,Pd/PdAu/Pt核/壳/壳纳米线在80000个循环后仅显示出7.80%的ORR质量活性下降,并且Pd核没有溶解,整体三明治芯/壳纳米结构得到很好的保存。与Pd/Pt核/壳NWs在80000个循环内发生变形和失活相比,电催化稳定性有了显著提高。

2密度泛函理论(DFT)计算表明,在PdAu原子夹层中使用的电子传输桥Pd和电子存储层Au,都可以保证在长期ORR稳定性测试中保留表面Pt位点的高电活性。

3此外,Pd/PdAu/Pt NWs的ORR质量活性(MA)比传统Pd / Pt NWs高1.7倍。增强的活性可以归因于PdAu中间层与亚纳米级Pt壳之间的强相互作用。

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Lu Tao, et al. Atomic PdAu Interlayer Sandwiched into Pd/Pt Core/Shell Nanowires Achieves Suprastable Oxygen Reduction Catalysis. ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c04061

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04061

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