使用高效且便宜的催化劑用于ORR電催化是構筑符合可持續發展需求能源器件的關鍵。雖然人們發現原子分散Pt催化劑能夠非常好的減少貴金屬的用量,但是單原子Pt催化劑的選擇性和耐久性受限于Pt與載體之間不容易發生價態變化的局限。
有鑒于此,中國科學技術大學劉慶華等報道將Pt修飾在價態可以變化的CuOx/Cu復合載體上,構筑Pt1-CuOx/Cu催化劑。
本文要點
(1)
Pt1-CuOx/Cu催化劑中CuOx的高價態Cu(+2)與Cu(0)能夠形成較寬的電子存儲(0-2e),從而能夠在ORR電催化反應過程中調控Pt 5d價態。
(2)
通過原位光譜表征說明Pt 5d價態的動態變化能夠加快切斷O=O化學鍵進行4e- ORR。Pt1-CuOx/Cu催化劑實現了優異的ORR催化活性,4e-選擇性達到97 %,而且具有長期穩定性。
參考文獻
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