文章信息

层状和异质结构Pd/PdWCr片状组装纳米花作为高活性和稳定的甲酸氧化电催化剂Firstpublished:06September第一作者:张连营通讯作者:李长明张连营单位:青岛大学西南大学

研究背景

催化剂在不同器件的高性能电化学能量转换中起着至关重要的作用。直接甲酸燃料电池(DFAFCs)在便携式电子设备和电动汽车上有着巨大的应用潜力,但其甲酸电氧化反应动力学相对较慢,限制了其技术可行性。钯(Pd)是FAOR常用的直接脱氢催化剂,但其价格昂贵,需要进一步改进。如何在降低Pd用量的同时显著提高催化活性,对于DFAFCs的实际应用至关重要。同时,在酸性条件下,Pd极其不稳定,因此如何提高Pd催化剂的稳定性也是亟待解决的问题。

文章简介

近日,西南大学李长明教授与青岛大学张连营教授等人在国际顶级期刊AdvancedFunctionalMaterials(影响因子:15.)上发表题为“LayeredandHeterostructuredPd/PdWCrSheet-AssembledNanoflowersasHighlyActiveandStableElectrocatalystsforFormicAcidOxidation”的研究工作。在这项工作中,在不使用任何额外的表面活性剂的情况下,采用简捷的湿化学方法合成了一种具有多层异质结构的Pd/PdWCr纳米片花催化剂(L-Pd/PdWCr)。这种独特的纳米物理结构和Pd的最佳电子结构,为FAOR提供了优越的催化活性和优异的稳定性。

要点解析

要点一:L-Pd/PdWCr在所有已报道的钯基电催化剂中,甲酸氧化的起始电位最负(低达?0.VvsSCE),显示了极高的电催化活性,其催化峰值电流密度比市售Pd/C高4.3倍,稳定性更好。要点二:催化增强机理主要是由于Pd/PdWCr纳米片的层状结构和异质结构的协同作用。W和Cr修饰的Pd/PdWCr异质结构以合适的结合能优化Pd的电子结构,降低电荷转移电阻。此外,层状纳米片组装花提供了易于接近的大表面积和快速的质量传输路径。要点三:高稳定性的原因在于层状结构和交联花骨架形成的高度稳定结构降低了总自由能,并抑制了W和Cr对Pd的溶解。

文章链接

LayeredandHeterostructuredPd/PdWCrSheet‐AssembledNanoflowersasHighlyActiveandStableElectrocatalystsforFormicAcidOxidation

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