ACS Catalysis:Pt-Ni纳米线作为ORR电催化剂在电位循环中向分支纳米结构的结构转变

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on style="white-space: normal; margin-bottom: 20px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">氧还原反应(ORR)是聚合物电解质燃料电池(PEFCs)和金属-空气电池的关键反应。其中,铂族金属(PGMs)被广泛用作PEFCs中的ORR电催化剂,因为Pt是金属中最活跃的ORR催化剂。但是,需要进一步提高Pt族金属基电催化剂的ORR电催化活性以满足实际需求。

基于此,日本北海道大学Ichizo Yagi和Masaru Kato(共同通讯作者)等人报道了Pt-Ni纳米线(NWs)的制备、氧还原反应(ORR)电催化活性以及在有无Pt-Ni纳米线(NPs)的情况下在电位循环中的结构转变。
研究发现,NWs的ORR活性在NPs存在下增加了超过25000次潜在循环,涉及NWs的结构转变为通过NPs的Ostwald催熟辅助的分支纳米结构。这种结构转变与表面电子结构变化相结合,原位X射线吸收光谱和一氧化碳({attr}3220{/attr})溶出伏安法证实,导致催化活性提高和Pt溶解抑制。
即使在没有NPs的情况下也观察到类似的结构转变,但是在潜在循环期间溶解了更多的Pt。这些结果表明,结构转变是基于Pt的NWs所固有的,但由NPs的Ostwald催熟辅助的NWs结构转变有利于抑制Pt溶解。
纳米结构催化剂在潜在循环下的Ostwald催熟辅助纳米结构催化剂的结构优化的概念将为开发高活性、耐用的Pt基电催化剂和相工程纳米材料提高指导。
Structural Transformation of Pt-Ni Nanowires as Oxygen Reduction Electrocatalysts to Branched Nanostructures during Potential Cycles. ACS Catal., 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c04597.
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c04597.


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