ACS Catal：超薄Ni@掺N碳壳用于高性能碱性氢燃烧电催化剂

纳米技术

2021-06-09

目前人们迫切要求发展价格低廉的氢氧化（HOR）电催化剂对于阴离子交换膜燃料电池。有鉴于此，青岛科技大学刘静、姜鲁华，大连化学物理研究所肖建平等报道一种高活性Ni基催化剂用于碱性条件HOR催化转化，该Ni基催化剂为3.7 nm超薄Ni纳米粒子的核与0.36 nm的N掺杂碳壳构成，在HOR电催化反应中表现优异的催化活性与稳定性，在50 mV过电势条件的电流密度达到24.4 A g^-1，交换电流密度达到38 μA cm^-2_Ni。

本文要点：

（1）

合成的Ni核壳结构催化剂在6000次加速老化循环测试过程中得以保持稳定，展示了催化剂具有很好的电催化稳定性。这种催化剂中的超薄Ni结构展示了丰富的催化活性位点，其核壳结构能够有效的调控电子结构，本文研究结果为设计高活性的稳定阴离子交换膜燃料电池提供了非常有效的策略，为理解氢燃烧反应催化剂的结构-性能关系提供经验。

（2）

理论计算结果显示，通过组装在掺N的薄碳壳中，Ni的d带能量显著向低能量移动，因此对OH、H的吸附得以改善，因此HOR反应的能量得以优化。

参考文献

Jie Wang, Xue Dong, Jing Liu*, Wenzhen Li, Luke T. Roling, Jianping Xiao*, and Luhua Jiang*, Ultrafine Nickel Nanoparticles Encapsulated in N-Doped Carbon Promoting Hydrogen Oxidation Reaction in Alkaline Media, ACS Catal. 2021, 11, 7422–7428

DOI: 10.1021/acscatal.1c01284

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01284