西班牙阿利坎特大学Rosa M. Arán-Ais教授等在HClO4和NaOH溶液对结构明确的PtPd单晶电极研究氧还原反应(ORR)反应受到表面结构和组成对电催化反应的影响。
本文要点
(1)
在电解液测试电化学伏安表征,结果显示向Pt单晶加入Pd能够影响OH的吸附强度,而且是以一个不同的方式产生影响,这种影响取决于分子的表面方向。对不同晶面的情况进行测试,发现引入Pd导致OH在(100)晶面的吸附作用减弱,但是OH在(111)表面上的吸附强度没有显著变化。人们认为OH解脱附步骤是ORR的反应动力学限制步,与纯Pt(100)表面相比,Pt100-xPdx(100)电极的反应活性显著提高。
(2)
由于过氧化氢还原反应(HPRR)的反应性取决于OH吸附强度,因此研究HPRR反应的情况,并且验证了OH脱附步骤是决速步。此外,通过研究HPRR反应,能够解释过氧化氢在ORR反应中的中间体作用。在酸性电催化反应体系,H2O2是关键的中间体;在碱性电催化反应体系,Pt引入Pd能够避免形成可溶性过氧化物。
参考文献
Pepe Jordá-Faus, Rubén Rizo, Enrique Herrero, and Rosa M. Arán-Ais*, Investigating Alloy-Induced Modifications in the Oxygen Reduction Reaction Mechanism on PtPd Single Crystals,
DOI: 10.1021/acscatal.4c03565
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c03565