研究概述
减少负极氢氧化反应(HOR)中的铂(Pt)负载,同时提高质量活性和对CO的耐受性,对于推进质子交换膜燃料电池(PEMFC)的发展至关重要。
2025年4月24日,黑龙江大学付宏刚、王蕾、厦门大学王宇成在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Oxygen spillover on supported Pt-cluster for anti-CO-poisoning hydrogen oxidation》的研究论文。
在本文中,作者设计了一种在空心碗状W3O/WC异质结构上负载1.7 wt% Pt团簇的电催化剂,以提高抗CO中毒的氢氧化反应(HOR)能力。
由于W3O/WC异质结构具有独特的电子离域效应,可作为电子仓库与Pt共享电子。同时,降低了HOR能垒,并积聚了羟基自由基 (•OH) 以加速CO氧化。
源自W3O氧溢流效应的Pt-O键促进了氢和CO氧化,而W3O中消耗的晶格氧则通过水解离得到补充。
该电催化剂在50 mV时的质量活性为469 A g-1,即使在2000 ppm CO的条件下也能抗毒。PEMEC的峰值功率密度为1.63 W cm-2,并保持了相当高的抗CO中毒性能。
图文解读
图1:XPS和XAFS表征
图2:电化学性能
图3:理论计算
文献信息
Shen, D., Sun, F., Liang, Z.et al.Oxygen spillover on supported Pt-cluster for anti-CO-poisoning hydrogen oxidation.Nat. Commun., (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58735-0.
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