电催化生产多功能的新概念

从化石燃料向可再生能源的过渡在很大程度上取决于是否有有效的能源转换和储存系统。质子交换膜电解以氢作为载体分子,具有高电流密度、低气体交叉、系统设计紧凑等优点。

然而,析氧反应(OER)的缓慢动力学阻碍了它的广泛应用,而析氧反应的增强需要使用低含量和昂贵的ir基电催化剂。

为了寻找新型OER电催化剂的合理设计,并解决能源转换中关键反应的基本问题,跨机构mpg联盟MAXNET energy整合了来自德国和国外不同机构的科学家。

在这个框架下,MPI CPfS化学金属科学部的科学家与柏林Fritz Haber研究所和Muelheim and der Ruhr MPI CEC的专家们进行了紧密而富有成果的合作,欧洲杯线上买球提出了电催化生产多功能材料的新概念,并以金属间化合物Al2Pt作为OER电催化剂材料前驱体成功地说明了这一概念。

金属间化合物Al2Pt(反caf2型晶体结构)结合了两个对电催化性能很重要的特征:(i)铂费米能级的态密度降低,(ii)铝向铂的电荷转移明显,导致该化合物具有强烈的极性化学键。

这些特性提供了内在的OER活性,并增加了在OER的恶劣氧化条件下抗完全氧化的稳定性。在OER条件下,由于铝的自控制溶解,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度可以补偿比活度损失。即使在高电流密度(90 mA cm)下进行了异常长时间的稳定实验(19天)-2),块状材料保持其结构和组成的完整性。

扩大合成技术的选择,例如薄膜的生长,探索金属间化合物的多样性,为提出的策略的未来发展提供了主要指导方针。

位于德累斯顿的马克斯普朗克固体化学物理研究所(MPI CPfS)的这项研究旨在发现和理解具有不同寻常性质的新材料。欧洲杯足球竞彩

在密切合作中,化学家和物理学家(包括从事合成工作的化学家、实验学家和理论家)使用最现代的工具和方法来检查原子的化学组成和排列,以及外力,如何影响化合物的磁性、电子和化学性质。

新的量子材料、物理现象和欧洲杯足球竞彩能量转换材料是跨学科合作的结果。

MPI CPfS是马克斯·普朗克协会的一部分,于1995年在德累斯顿成立。它由约280名员工组成,其中约180名是科学家,包括70名博士生。

来源:https://www.cpfs.mpg.de/en

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