2篇Nature子刊看Pt电催化剂新玩法！

未央

2018-07-31

作为电催化领域的经典催化剂，Pt一方面因为高活性而备受关注和广泛研究，另一方面又因为资源稀缺和价格昂贵而被人嫌弃。短期来看，要想完全脱离Pt，是不太现实的了。

今天，我们要介绍是最新上线的2篇电催化有关Nature子刊。一个是关于HER电催化剂中的Pt减量，另一个是关于OER电催化剂中Pt的表面调控。

1. 超低Pt负载量实现高HER性能！

第一作者：Jitendra N. Tiwari

通讯作者：Kwang S. Kim

通讯单位：UNIST

研究亮点：

1. 开发了一种多组分的电催化剂，Pt负载量低至1.4 μg cm^-2。

催化剂以三聚氰胺衍生的石墨管作为基底，其中还包裹了FeCo合金以及Cu颗粒。

2. 实现了优异的HER性能

和20% Pt/C商业催化剂对比，该催化剂以其1/80的Pt负载量，在0.5 M H₂SO₄条件下实现了电流密度10 mA cm^-2（过电位18 mV），TOF为 7.22 s^-1，是20% Pt/C商业催化剂的96倍。研究人员认为，Pt团簇和包覆于石墨管中的单个Pt原子之间的协同作用是催化 活性增强的主要原因。

3. 实现了10000圈的循环稳定性。

图1. 制备

图2. 电化学性能

图3. Pt团簇与单原子

参考文献：

Jitendra N. Tiwari, Kwang S. Kim et al. Multicomponent electrocatalyst with ultralow Pt loading and high hydrogen evolution activity. Nature Energy 2018.

https://www.nature.com/articles/s41560-018-0209-x

2. CO辅助ALD沉积制备Pt/C催化剂用于ORR

第一作者：Shicheng Xu

通讯作者：Fritz B. Prinz

通讯单位：斯坦福大学

研究亮点：

1. 在ALD技术中引入CO气体，实现了ALD直接制备Pt/C催化剂。

CO作为一种钝化气体，可以对已经沉积的Pt纳米颗粒进行钝化，调控表面能。

2. CO有助于催化剂的生长。

倾向于二维生长，抑制Pt纳米颗粒的厚度，比表面积相比于没有CO的条件相比增加了40%以上。

3. 该催化剂具有高的Pt质量活性和优异的ORR活性、稳定性（10000圈）

图1. ALD和CO辅助的ALD对比

图2. ALD和CO辅助的ALD制备的Pt催化剂ORR活性对比

图3. CO辅助的ALD制备的Pt催化剂

参考文献：

Shicheng Xu, Fritz B. Prinz et al. Extending the limits of Pt/C catalysts with passivation-gas-incorporated atomic layer deposition. Nature Catalysis 2018.

https://www.nature.com/articles/s41929-018-0118-1#article-info