這篇綜述教你如何設計Pt基電催化劑增強氧還原ORR活性


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鉑基電催化劑被認為是促進氧還原反應(ORR)的最高效的催化劑之一,而使其成功應用的關鍵因素是減少所需的鉑含量。

有鑑於此,加拿大滑鐵盧大學陳忠偉,河南師範大學白正宇,美國阿貢國家實驗室陸俊綜述了使ORR活性增強和穩定性提升的理論機理,以及使用Pt基電催化劑實現增強ORR的各種實用方法。綜述旨在澄清理論機制和實用方法之間的關係,以提高Pt基電催化劑的ORR活性和耐久性。

這篇綜述教你如何設計Pt基電催化劑增強氧還原ORR活性


首先闡明鉑表面上的ORR機理,並基於中間體及其結合能分析速率確定關鍵步驟。

將活性增強的理論機制分為兩個方面(最大程度地增加Pt原子在氧氣中的暴露並調整Pt原子的電子結構),並回顧每個方面的特定作用如何改變Pt位點的性質,從而改變其ORR性能。

綜述了實現這些效果的各種實用方法(分為尺寸減小,形狀控制和消除核心Pt),重點是這些方法如何改變與ORR機理相關的電子結構和化學結合能。

提出了關於ORR未來研究方向的觀點,這些方向有望進一步增強基於Pt的ORR電催化劑活性以及應對關於PEMFC的挑戰。

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參考文獻:Ma, Z., et al, Enhancing Oxygen Reduction Activity of Pt‐based Electrocatalysts: from Theoretical Mechanisms to Practical Methods. Angew. Chem. Int. Ed.., 2020

DOI:10.1002/anie.202003654



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