Al2Pt用于水分解中的析氧反应

作者:万博体育网址多少   |   时间:2020-07-22 01:30   |   浏览:114   


从化石燃料到可再生能源的过渡在很大程度上取决于有效的能源转换和存储系统的可用性。将氢作为载体分子,质子交换膜电解具有许多优点,例如在高电流密度下运行,气体交换少,万博体育网址多少系统设计紧凑等。然而,由于氧释放反应(OER)的动力学缓慢,增强而阻碍了其广泛实施其中需要使用低丰度和昂贵的铱基电催化剂。为寻求合理设计新型OER电催化剂并解决有关能量转换中关键反应的基本问题,机构间MPG联盟MAXNETEnergy整合了来自德国和国外不同机构的科学家。由于在此框架内进行了密切而富有成果的合作,MPICPfS的化学金属科学系的科学家与柏林的FritzHaber研究所和鲁尔河畔的穆尔海姆的MPICEC的专家共同开发了一种新的概念,可以在电催化和催化反应中产生多功能性。以金属间化合物Al2Pt作为OER电催化剂材料的前体实例成功地说明了这一点。

金属间化合物Al2Pt(抗CaF2型晶体结构)具有两个对电催化性能重要的特征:(i)Pt费米能级的态密度降低,以及(ii)明显的电荷从铝向铂的转移,导致该化合物中的强极性化学键合。这些特征提供了固有的OER活性,并提高了在OER苛刻的氧化条件下完全氧化的稳定性。在OER条件下,由于铝的自控溶解,Al2Pt在近表面区域发生重组。原位形成的近表面微观结构的粗糙度和孔隙率可以补偿比活度的损失。即使在高电流密度(90mAcm-2)下进行了非常长的稳定性实验(19天)之后,块状材料仍保持了其结构和组成的完整性。扩展合成技术的选择范围薄膜的生长以及对各种金属间化合物的探索为拟议策略的未来发展画出了主要指导方针。

IrynaAntonyshyn,AnaMariaBarriosJimenez,OlgaSichevych,UlrichBurkhardt,IgorVeremchuk,MarcusSchmidt,AlimOrmeci,IoannisSpanos,AndreyTarasov,DetreTeschner,GerardoAlgara-Siller,RobertSchlögl,YuriGrin.Al2PtforOxygenEvolutioninWaterSplitting:aStrategyforCreatingMulti‐functionalityinElectrocatalysis.AngewandteChemieInternationalEdition,2020;DOI:10.1002/anie.202005445



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