ACS Catal: 合适的电化学窗口改善Pt电极氨氧化电催化

纳米技术

2020-09-15

氨目前受到了广泛的关注，因为其有望用于体改碳基能源作为一种替代性能源载体，在该作用中，氨氧化反应（AOR）是现场制氢、发电的关键步骤，但是在Pt上的氨氧化反应持续性受到抑制，会发生中毒等失活过程。因此，开发用于AOR催化反应的高性能Pt基催化剂非常重要。有鉴于此，光州科学技术院Chang Hyuck Choi等报道了通过多种原位/非原位方法对AOR催化反应过程中的失活进行表征。

本文要点：

（1）

Pt电极界面、溶解的Pt离子的化学结构中存在NH₃、AOR中间体/副产物修饰物，通过这种修饰作用Pt溶解速率显著提高，但是同时重新沉积速率降低，因此具有Pt催化剂在含NH₃的电解液中在~1 V RHE中发生降解的结构。Pt电极的表面上被NH_x、NO_x物种钝化，并且在电压提高时界面钝化物种浓度增加。Pt电极界面上吸附物种在＞0.2 V_RHE的电压中都存在，并且会阻止溶解物重新在Pt电极上沉积。并且溶解后的Pt能够被NH₃配位，从而能够稳定存在于电解液中。

（2）

基于以上理解，作者给出了准稳态的电压操作窗口和操作策略，并实现了通过缓解Pt溶解（＜0.02 ng cm_Pt^-2 s^-1）提高了NH₃电解时间，发现这种条件中Pt电极上单层Pt原子层的溶解需要至少7 h。

参考文献

Haesol Kim, Woojin Yang, Woong Hee Lee, Man Ho Han, Joonhee Moon, Cheolho Jeon, Donghyun Kim, Sang Gu Ji, Keun Hwa Chae, Kug-Seung Lee, Jiwon Seo, Hyung-Suk Oh, Hyungjun Kim, and Chang Hyuck Choi*

Operando Stability of Platinum Electrocatalysts in Ammonia Oxidation Reactions, ACS Catal. 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c02413

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02413