使用高效且便宜的催化剂用于ORR电催化是构筑符合可持续发展需求能源器件的关键。虽然人们发现原子分散Pt催化剂能够非常好的减少贵金属的用量,但是单原子Pt催化剂的选择性和耐久性受限于Pt与载体之间不容易发生价态变化的局限。
有鉴于此,中国科学技术大学刘庆华等报道将Pt修饰在价态可以变化的CuOx/Cu复合载体上,构筑Pt1-CuOx/Cu催化剂。
本文要点
(1)
Pt1-CuOx/Cu催化剂中CuOx的高价态Cu(+2)与Cu(0)能够形成较宽的电子存储(0-2e),从而能够在ORR电催化反应过程中调控Pt 5d价态。
(2)
通过原位光谱表征说明Pt 5d价态的动态变化能够加快切断O=O化学键进行4e- ORR。Pt1-CuOx/Cu催化剂实现了优异的ORR催化活性,4e-选择性达到97 %,而且具有长期稳定性。
参考文献
Zhou, W., Li, B., Liu, X. et al. In situ tuning of platinum 5d valence states for four-electron oxygen reduction. Nat Commun 15, 6650 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-51157-4