稳定的ORR电催化剂是开发燃料电池的关键,有鉴于此,大邱庆北科学技术院(DGIST)Jong-Sung Yu、西江大学Seoin Back等报道一种新颖的结构,将有序Pt-Co合金外部修饰CoN壳,得到超高的电催化性能。
金属间核壳催化剂在0.9 V的质量活性达到0.88 A mgPt-1,在30000圈方波加速循环老化处理后,性能仍达到71 %,电化学表面积损失仅为9 %,性能远比美国能源部制订的2025年目标更好。
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作者发现通过调控核心的原子排序能够改善晶格结构,加快ORR反应的动力学。CoN修饰PtCo超晶格使得Co扩散的能垒增加,因此电催化剂表现优异的耐久性。这项工作展示了新型结构设计策略,能够理性设计具有独特原子结构的高性能Pt基催化剂,能够用于能源转换等领域。
参考文献
Muhammad Irfansyah Maulana, Tae Hwan Jo, Ha-Young Lee, Chaehyeon Lee, Caleb Gyan-Barimah, Cheol-Hwan Shin, Jeong-Hoon Yu, Kug-Seung Lee, Seoin Back*, and Jong-Sung Yu*, Cobalt Nitride-Implanted PtCo Intermetallic Nanocatalysts for Ultrahigh Fuel Cell Cathode Performance, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c09514
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c09514