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哈尔滨工业大学(深圳):高效有序 Pt3Fe 催化剂助力乙醇燃料电池

研之成理  · 公众号  · 科研  · 2024-10-29 10:24
    

主要观点总结

本文报道了一种通过超快焦耳加热策略制备高度有序的亚5纳米Pt3Fe金属间化合物催化剂的方法,并将其应用于乙醇氧化反应。该催化剂在乙醇氧化反应中展现出优异的活性、稳定性和长期耐久性。研究亮点包括超快速合成、结构调控、优异的催化性能、理论计算验证等。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

直接乙醇燃料电池的阳极乙醇氧化反应动力学缓慢,限制了其商业化应用。为了解决这个问题,研究人员正在寻找高效稳定的电催化剂。贵金属铂及其合金因优异的催化活性而备受关注,但成本高昂且易受CO中毒影响。Pt-Fe合金催化剂不仅降低了成本,还能有效缓解CO中毒,并促进乙醇氧化反应。

关键观点2: 研究方法

本研究采用了一种基于超快速焦耳加热策略制备高度有序的亚5纳米Pt3Fe金属间化合物催化剂。通过简单调整实验参数,实现了Pt3Fe合金有序/无序结构的转变。密度泛函理论计算揭示了有序Pt3Fe结构对催化性能的增强机理。

关键观点3: 研究结果

O−Pt3Fe/rGO催化剂在乙醇氧化反应中展现出远优于商业Pt/C和无序Pt3Fe对应催化剂的活性,具有更高的质量活性和比活性。此外,该催化剂还表现出优异的长期稳定性,在电化学老化后仍保留约80.7%的原始质量活性。

关键观点4: 研究亮点

本研究实现了高度有序的亚5纳米Pt3Fe金属间化合物催化剂的超快速合成,克服了传统合成方法的局限性。此外,通过简单调整实验参数,实现了结构调控,为研究结构对催化性能的影响提供了平台。密度泛函理论计算揭示了有序Pt3Fe结构对催化性能的增强机理。

关键观点5: 文献信息

该论文由哈尔滨工业大学(深圳)袁群惠教授、干为教授团队在期刊ACSSustainable Chemistry & Engineering上发表。研究使用了焦耳设备焦耳热高温超快材料制备装置,可实现毫秒级别升温和降温,试验样品可以是薄膜、块体、粉末等。


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