提高电催化装置的稳定性是发展电催化装置的关键。

近日，SLAC国家加速器实验室Michaela Burke Stevens，Thomas F. Jaramillo利用在线电化学流池与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)耦合，研究了Mn(−Cr)−Sb - O电催化剂的成分和反应物气体对其多元素溶解的影响。

文章要点

1）与Mn₂O₃和Cr₂O₃氧化物相比，锑酸盐框架在OER电位稳定Mn，在ORR和OER电位稳定Cr。此外，Mn(−Cr) - Sb - O中Mn和Cr的溶解受ORR反应速率的影响，N₂条件下的溶解最小。研究人员观察到Cr在0.3、0.6和0.9 V下10分钟内优先溶解13%，Mn损失仅1.5%，表明Mn在颗粒表面富集。尽管存在这种不对称溶解，但在可比电位下，Operando X射线吸收光谱(XAS)显示Mn的k边没有可测量的变化。这可能表明表面层中Mn氧化态和/或相的修饰太小，或表面层太薄，无法用体XAS测量。

2）最后，利用在线ICP-MS评估了循环伏安法和加速应力试验中外加电位、扫描速率和电流对Mn - Cr - Sb - O的影响。随着对氧还原和溶解之间相互作用的深入理解，确定了测试程序，以最大化活性和稳定性。

这项工作强调使用多模态原位表征技术来串联建立一个更完整的稳定性模型，并开发优化催化剂性能的协议。

参考文献

Melissa E. Kreider, et al, Understanding the Stability of Manganese Chromium Antimonate Electrocatalysts through Multimodal In Situ and Operando Measurements, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c08600

https://doi.org/10.1021/jacs.2c08600