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    中科大,重磅Angew.!
    來源: 時間:2024-05-27 10:12:11 瀏覽:1844次

    第一作者:Ye-Hua WangYu YangFei-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、續駛里程長、零碳排放等優點,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、測試發現,最佳的Ni17W3合金催化劑的堿性HOR活性優于最先進的鉑/碳(Pt/C)催化劑,并且在10000次循環后穩定運行,衰變可以忽略不計。本發現提供了對合金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

    3.原位光譜研究

    4.電子性質的研究

    5. DFT計算

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    12條評論
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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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