一氧化二氮(N2O)是一种臭名昭著的温室气体,因为它比CO2和CH4具有更高的全球变暖潜力和更长的寿命。
近日,韩国基础科学研究所Taeghwan Hyeon,首尔大学Jae Jeong Kim,浦项科技大学Jeong Woo Han报道了提出了一种高稳定性和高活性的电催化剂的合理设计策略,活性超过了传统Pd催化剂对N2O还原(N2ORR)的活性。
文章要点
1)理论计算表明,通过优化Pd壳层的厚度,可以提高Au@Pd核−壳层结构中表面Pd原子的催化活性。研究人员用原子层沉积法在Au衬底上精确沉积了不同厚度的Pd覆盖层,其催化活性证实了这一预测。
2)基于上述结果,研究人员合成了具有最佳壳层厚度的Au@Pd纳米粒子,该纳米粒子对N2O的电化学还原表现出良好的催化活性。Tafel斜率为0.105 V/dec的Au@Pd催化剂的催化活性远高于Pd/C催化剂(0.126 V/dec)。此外,即使在1000次循环后,活性也只下降了16%,而对于Pd/C催化剂,活性下降了44%。
所提出的策略不仅为N2ORR实现了高活性和稳定的核−壳催化剂,而且还可以广泛应用于各种应用的催化剂设计。
参考文献
Kyeounghak Kim, et al, Systematic Approach to Designing a Highly Efficient Core−Shell Electrocatalyst for N2O Reduction, ACS Catal.2021
DOI: 10.1021/acscatal.1c03832
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03832