直接和完全电氧化乙醇生成CO2对于直接乙醇燃料电池的商业化是非常理想的,但具有挑战性。目前用于乙醇氧化反应(EOR)的电催化剂(主要是Pt、Pd)仍存在CO2选择性低、性能快速下降的问题。
有鉴于此,厦门大学徐俊副教授、许清池副教授和廖洪钢教授等人,通过Ar气氛退火后的简单水热反应,成功合成了一种新的Pt/α‐PtOx/WO3电催化剂,该催化剂含有非晶态PtOx结构。
本文要点
1)通过使用常见的缺氧金属氧化物(此处为WO3)作为Pt载体,并在制备非晶金属氧化物的退火过程的基础上,成功地合成了具有可调非晶PtOx界面的Pt/α-PtOx/WO3杂化纳米结构。
2)在退火过程中,WO3晶格氧的迁移是Pt/α‐PtOx/WO3电催化剂中含有PtOx物种的非晶态界面形成和控制的机制。获得的Pt/α‐PtOx/WO3具有可调非晶PtOx界面,有利于中毒EOR中间体(如CO)的解吸和较高的CO2选择性。
3)因此,Pt/α-PtOx/WO3表现出优异的EOR活性(2.76 A mg-1),稳定性(在3600 s后保留了初始活性的47.99%),以及特别高的CO2选择性(达到21.9%,高于大多数报道的基于Pt或其他贵金属的EOR催化剂的值)。
总之,该工作为提高金属基催化剂的EOR性能和通过非晶界面工程合理设计和制备其他高性能电催化剂提供了新的策略。
参考文献:
Liangping Xiao et al. Engineering of Amorphous PtOx Interface on Pt/WO3 Nanosheets for Ethanol Oxidation Electrocatalysis. Advanced Functional Materials, 2021.
DOI: 10.1002/adfm.202100982
https://doi.org/10.1002/adfm.202100982