物理科技生物学-PHYICA

高性能电催化剂推动直红杏暗香系列之宦妻接乙醇燃料电池的发展

化学 2021-11-04 00:01:42

中国科学院 将核壳结构与合金效应相结合,以提高钯在乙醇氧化反应中的催化性能

信用:杨君 中国科学院过程工程研究所(IPE)和南京师范大学的研究人员最近报道了一种提高钯在乙醇氧化反应中的电催化性能的策略,乙醇氧化反应是直接乙醇燃料电池(DEFCs)的关键阳极反应,该策略为精细工程化用于高效能量转换装置等的电催化剂的表面提供了合理的概念

这项研究发表在3月26日的《细胞报告物理科学》上

一个

以乙醇为燃料的DEFCs具有能量密度高、毒性低、操作简单等优点

然而,缺乏用于阳极乙醇氧化的活性和坚固的电催化剂阻碍了商业化的步伐

典型地,具有核壳结构的金@钯纳米粒子在乙醇电氧化过程中比单独的钯粒子具有更高的活性和稳定性

不幸的是,较大的金晶格间距在薄钯壳中产生拉伸应变,这通过加强有毒反应中间体在其表面的吸收而危及其催化性能

“一个合理的设计,充分利用核壳结构,同时抑制钯壳诱导的硼和金核的晶格拉伸效应,肯定有利于进一步提高它们在乙醇分子电氧化中的性能,”教授说

杨军来自伦敦政治经济学院,该研究的相应作者

研究人员通过将合金效应与核壳结构相结合来优化钯壳的表面,以实现高效的乙醇电氧化,从而证明了这一概念

科学家将铁原子合金化成薄薄的钯壳,以补偿它们的晶格膨胀

电化学评价表明,以这种方式制备的核壳型金@铁钯纳米粒子显示出在碱性介质中观察到的最高的催化乙醇电氧化的质量活性和比活性

“接下来,我们将优化一些参数

g

核心的大小、合金外壳的厚度以及合金外壳中过渡金属的成分

杨(姓氏)

通过这种方式,研究人员希望创造更多更高效、更低成本的电催化剂,以推动直接醇类燃料电池的发展

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