Pt合金是性能优异的酸性ORR催化剂。但是Pt合金通常面临着浸出和降解导致合金的金属损失,这种问题降低催化剂的稳定性和催化活性。最近,人们发现亲氧元素掺杂能够缓解催化剂中的金属元素损失,比如人们发展了Mo掺杂Pt合金催化剂。
有鉴于此,普渡大学曾振华等报道通过DFT理论计算研究这种亲氧元素掺杂的Pt合金具有优异催化活性和稳定性的原因,并且研究掺杂剂的结构以及对电催化剂性能的影响。
本文要点
(1)
从Mo/Pt催化剂体系说明Mo能够稳定Pt缺陷位点上的低维氢氧化物。研究发现通过特定的物理过程增强催化剂的结构稳定性和催化活性,其中Mo能够防止缺陷位点的Pt溶解,而且在Pt台阶位点产生应力的方式间接的增强ORR催化活性。
(2)
将Mo掺杂对Pt合金性能的影响进一步研究其他类型掺杂的影响,发现通过形成类似的低维氢氧化物能够影响催化剂结构、稳定性、ORR本征催化活性、产生应力的方式调控电催化活性。
参考文献
Kaustubh J. Sawant, Dr. Zhenhua Zeng, Prof. Jeffrey P. Greeley, Origin of Stability and Activity Enhancements in Pt-based Oxygen Reduction Reaction Catalysts via Defect-Mediated Dopant Adsorption, Angew. Chem. Int. Ed. 2023
DOI: 10.1002/anie.202312747
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202312747