作為電催化領(lǐng)域的經(jīng)典催化劑,Pt一方面因為高活性而備受關(guān)注和廣泛研究,另一方面又因為資源稀缺和價格昂貴而被人嫌棄。短期來看,要想完全脫離Pt,是不太現(xiàn)實的了。
今天,我們要介紹是最新上線的2篇電催化有關(guān)Nature子刊。一個是關(guān)于HER電催化劑中的Pt減量,另一個是關(guān)于OER電催化劑中Pt的表面調(diào)控。
1. 超低Pt負載量實現(xiàn)高HER性能!
第一作者:Jitendra N. Tiwari
通訊作者:Kwang S. Kim
通訊單位:UNIST
研究亮點:
1. 開發(fā)了一種多組分的電催化劑,Pt負載量低至1.4?μg cm-2。
催化劑以三聚氰胺衍生的石墨管作為基底,其中還包裹了FeCo合金以及Cu顆粒。
2. 實現(xiàn)了優(yōu)異的HER性能
和20% Pt/C商業(yè)催化劑對比,該催化劑以其1/80的Pt負載量,在0.5 M H2SO4條件下實現(xiàn)了電流密度10 mA cm-2(過電位18 mV),TOF為 7.22 s-1,是20% Pt/C商業(yè)催化劑的96倍。研究人員認為,Pt團簇和包覆于石墨管中的單個Pt原子之間的協(xié)同作用是催化 活性增強的主要原因。
3. 實現(xiàn)了10000圈的循環(huán)穩(wěn)定性。
圖1. 制備
圖2. 電化學(xué)性能
圖3. Pt團簇與單原子
參考文獻:
Jitendra N. Tiwari, Kwang S. Kim et al. Multicomponent electrocatalyst with ultralow Pt loading and high hydrogen evolution activity. Nature Energy 2018.
https://www.nature.com/articles/s41560-018-0209-x
2. CO輔助ALD沉積制備Pt/C催化劑用于ORR
第一作者:Shicheng Xu
通訊作者:Fritz B. Prinz
通訊單位:斯坦福大學(xué)
研究亮點:
1. 在ALD技術(shù)中引入CO氣體,實現(xiàn)了ALD直接制備Pt/C催化劑。
CO作為一種鈍化氣體,可以對已經(jīng)沉積的Pt納米顆粒進行鈍化,調(diào)控表面能。
2. CO有助于催化劑的生長。
傾向于二維生長,抑制Pt納米顆粒的厚度,比表面積相比于沒有CO的條件相比增加了40%以上。
3. 該催化劑具有高的Pt質(zhì)量活性和優(yōu)異的ORR活性、穩(wěn)定性(10000圈)
圖1. ALD和CO輔助的ALD對比
圖2. ALD和CO輔助的ALD制備的Pt催化劑ORR活性對比
圖3. CO輔助的ALD制備的Pt催化劑
參考文獻:
Shicheng Xu, Fritz B. Prinz et al. Extending the limits of Pt/C catalysts with passivation-gas-incorporated atomic layer deposition. Nature Catalysis 2018.
https://www.nature.com/articles/s41929-018-0118-1#article-info