鉑族金屬(PGM)尚未成為各種可持續能源反應中最活躍的催化劑。但是,PGM催化劑的成本非常高,因此最大化的提高催化活性,并且最小化的用量成為目前開發PGM催化劑亟待解決的問題。
有鑒于此,昆士蘭科技大學孫子其教授、太原理工大學/陜西科技大學許并社教授、太原理工大學郭俊杰教授等通過簡單的室溫還原方法,以克級產量合成了一種新型二維Pd納米網(nanomesh)催化劑。
這種結構具有孔內部結構重建的邊緣(HIER,hole inner reconstructed edges),具有暴露的高能量晶面和過度拉伸的晶格參數。HIER具有增強的Pd電化學ORR催化活性,在0.9 VRHE實現2.672 A mgPd-1的質量活性(MA),性能比商業Pt/C(0.096 A mgPt-1)和Pd/C(0.113 A mgPd-1)高27.8倍和23.6倍。
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在H2空氣陰離子交換膜燃料電池(AEMFC)和鋅空氣電池(ZAB)應用中,AEMFC和ZAB的峰值功率密度分別為0.86和0.22 W cm-2,遠遠超過了商業Pt/C催化劑的0.54 W cm-2和0.13 W cm-2,這個研究結果表明HIER工程為電催化劑的設計提供一條新型方法。
參考文獻
Jiakang Tian, Yanhui Song, Xiaodong Hao, Xudong Wang, Yongqing Shen, Peizhi Liu, Zebin Wei, Ting Liao, Lei Jiang, Junjie Guo, Bingshe Xu, Ziqi Sun, Greatly Enhanced Oxygen Reduction Reaction in Anion Exchange Membrane Fuel Cell and Zn-Air Battery via Hole Inner Edge Reconstruction of 2D Pd Nanomesh, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202412051
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412051