AM：用于酸性氧还原电催化的稳定核壳纳米结构的浓度梯度设计
Nanoyu
2020-06-29
在质子交换膜燃料电池的氧还原反应(ORR)中，在原子水平上调控电催化剂的表面结构对于同时达到活性和稳定性的双重标准至关重要。
近日，澳大利亚格里菲斯大学Yi Jia，姚向东教授报道了一种简便、可控的电偶置换反应，实现了Pt-Ni成分从表面到内部的梯度分布，然后采用部分去合金化的方法在石墨烯衬底上制备了具有缺陷Pt表面的Pt-Ni合金核-壳纳米粒子（Pt-Ni@PtD/G）。
文章要点
1）得到的Pt-Ni@PTD/G复合材料在酸性电解液中表现出优异的ORR催化性能，其高质量活性是Pt/C催化剂的3倍，这是由于Pt-Ni核和缺陷Pt壳层的协同作用，控制了Pt表面局部凹中心的电子结构。在酸性电解液中，Pt-Ni@PTD/G复合材料是一种优异的ORR催化剂，其质量活性比Pt/C催化剂高3倍。
2）经过20000次电位循环后，电化学活性表面积（ECSA）仍保持96％，这得益于Pt原子壳层作为保护性“盔甲”，可防止镍原子在长期运行过程中进一步溶解。
这项研究通过缺陷工程和微观结构操作为制备有效和高度耐用的核壳电催化剂提供了一种新的设计策略。
Xiao Lyu, et al, Gradient-Concentration Design of Stable Core–Shell Nanostructure for Acidic Oxygen Reduction Electrocatalysis, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202003493
https://doi.org/10.1002/adma.202003493
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