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厦门大学杰青团队,又发Science子刊!

纳米人  · 公众号  ·  · 2024-10-08 11:16

主要观点总结

本研究中,研究者提出了一种名为“原子胶”的新策略,用于稳定基于铂的纳米颗粒(NPs)在金属/氮双掺杂碳载体(M–N–C)上。通过形成铂-金属-氮配位,实现了超细铂基金属间化合物(IMCs)的稳定性。这种策略通过系统的表征手段得到了验证,并展示了其在氧还原反应(ORR)中的优异催化活性。此外,研究还表明,该策略在燃料电池中具有良好的稳定性和实用潜力。

关键观点总结

关键观点1: 研究者首次提出了“原子胶”概念,用于稳定铂基纳米颗粒在M–N–C载体上。

通过形成铂-金属-氮配位,实现了超细铂基金属间化合物的稳定性。这是通过实验验证的新策略。

关键观点2: 实验通过系统的表征手段,确认了铂基IMCs在M–N–C载体上的高度均匀性和超细尺寸。

使用了如XRD、HAADF-STEM和XAS等先进表征手段,揭示了铂-氮配位对催化性能的重要性。

关键观点3: 最新的研究成果在氧还原反应(ORR)中表现出优异的催化活性。

g-Zn–N–C/PtCo的质量活性显著高于商业Pt/C和N–C/PtCo,并且在电位循环测试中表现出良好的稳定性。

关键观点4: 理论计算为铂基催化剂的实际应用提供了新的思路和理论依据。

通过理论计算,证实了锌-氮位点引入的铂-锌-氮相互作用在提高ORR活性和稳定性方面的贡献。

关键观点5: 该研究为燃料电池的实际应用提供了新的思路。

所提出的“原子胶”策略为稳定超细铂基纳米颗粒提供了新的通用且稳健的方法,有望促进它们在燃料电池中的实际应用。


文章预览

研究背景 随着可再生能源的快速发展和全球对清洁能源的日益重视,燃料电池作为一种高效、环保的能源转换技术,逐渐成为研究热点。尤其是氢燃料电池,在电动汽车及移动设备等领域展现出巨大的应用潜力。然而,氢燃料电池的广泛应用面临着诸多挑战,其中催化剂的性能和稳定性问题尤为关键。传统的铂基催化剂因其优异的催化活性被广泛应用于氧还原反应(ORR),但其高成本和资源稀缺性严重制约了燃料电池的商业化进程。 铂基催化剂的主要问题在于其在高温及酸性环境下容易发生失活和团聚,导致催化活性下降。因此,开发稳定且高效的铂基催化剂成为了科学家们的重要研究方向。在这一背景下,金属-氮-碳(M–N–C)载体逐渐引起了研究者的关注。M–N–C载体通过金属原子与氮原子及碳基底的配位作用,能够有效提升铂的电子结构, ………………………………

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