堿性氫氧化反應是燃料電池和電化學制氨過程的關(guān)鍵反應,通常堿性氫氧化反應的動力學反應非常緩慢,需要昂貴的Pt催化劑。雖然人們發(fā)現(xiàn)過渡金屬修飾能夠增強Pt催化劑的性能,但是這種過程導致降低電化學活性表面積,導致Pt的質(zhì)量活性非常有限。
有鑒于此,加州大學Kai He、馬里蘭大學王春生教授、得克薩斯A&M大學Perla B. Balbuena教授等報道Pd-Ru原子對增強Pt催化劑的活性,并且不損失表面活性位點。
本文要點
(1)
通過溫和的熱解反應將Pd-Ru原子對修飾在Pt催化劑上,并且通過EXAFS、HAADF-STEM表征驗證說明Pd-Ru原子對修飾在Pt催化劑上。
(2)
DFT理論計算和從頭算分子動力學模擬的結(jié)果說明Pd和Ru優(yōu)先以吸附摻雜的方式存在于Pt催化劑表面,Pd-Ru修飾的Pt催化劑具有高達1557±85 A g-1的交換電流密度,展示了氨壓縮機(ammonia compressor)的重要性能。
參考文獻
Cao, L., Soto, F.A., Li, D. et al. Pd-Ru pair on Pt surface for promoting hydrogen oxidation and evolution in alkaline media. Nat Commun 15, 7245 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-51480-w
https://www.nature.com/articles/s41467-024-51480-w