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中科大，重磅Angew.！
來源： 時間：2024-05-27 10:12:11 瀏覽：1669次

第一作者：Ye-Hua Wang、Yu Yang、Fei-Yue Gao

通訊作者：高敏銳教授

通訊單位：中國科學技術大學

DOI: 10.1002/anie.202407613.



研究背景



氫燃料電池以其能量轉換效率高、加注速度快、續(xù)駛里程長、零碳排放等優(yōu)點，成為極具吸引力的汽車動力源。其中，陰離子交換膜燃料電池（AEMFC）由于其堿性環(huán)境腐蝕性較小，可使用不含鉑族金屬（PGM-free）的催化劑。然而，在PGM（Pt、Pd等）催化劑上，負極氫氧化反應（HOR）的動力學在堿性介質中比在酸性介質中慢約100倍，且其來源仍存在爭議。基于此，中國科學技術大學高敏銳教授團隊報道了以鎳-鎢（Ni-W）合金為模型催化劑對堿性HOR電催化的新進展。



文章要點



1、研究發(fā)現，Ni-W合金催化劑的反應活性與Ni: W比值密切相關，其中最佳的Ni17W3合金表現出固有的堿性HOR活性。實驗和理論研究表明，與W合金化可以調整Ni中的未配對電子，調整零電荷和催化表面的電位，以有利于羥基吸附（OHad）。同時，OHad與鉀離子（K+）協(xié)同作用，打破K+溶劑化鞘，留下自由的水分子，從而改善了氫鍵（H-鍵）網絡的連通性。

2、測試發(fā)現，最佳的Ni17W3合金催化劑的堿性HOR活性優(yōu)于最先進的鉑/碳（Pt/C）催化劑，并且在10000次循環(huán)后穩(wěn)定運行，衰變可以忽略不計。本發(fā)現提供了對合金HOR催化劑的新認識，并將指導下一代燃料電池催化劑的合理設計。



圖文展示



圖1.電化學HOR活性

圖2.結構表征和表面分析

圖3.原位光譜研究

圖4.電子性質的研究

圖5. DFT計算

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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