超小空心三元合金纳米颗粒用于HER催化剂的设计欧洲杯猜球平台

由于氢燃料具有高能量密度和不污染环境的特点,目前已显示出替代化石能源的潜力。析氢反应(HER)是电解水的半反应制氢方法中最有前途的一种。

目前,传统的PT基化合物用作氢化反应的最活跃的电催化剂。然而,PT相对稀缺和昂贵。因此,设计和合成高效,稳定,廉价的催化剂是水电解领域的前主题。

近年来,中国石油大学(北京)的Li Zhenxing和他的团队在制备HER催化剂方面取得了令人兴奋的进展,使用简单的一锅法合成了超小型空心三元合金纳米颗粒,包括PtNiCu纳米颗粒、PtCoCu纳米颗粒和CuNiCo纳米颗粒。欧洲杯猜球平台在合成过程中,置换反应和氧化腐蚀对空心结构的形成起着重要作用。pnitu纳米颗粒的平均尺寸仅为5 nm, Pt含量仅为10%(欧洲杯猜球平台图1)。

独特的空心结构和大比表面积增加了表面原子暴露程度,提供了丰富的活性中心,使PtNiCu纳米颗粒表现出优异的电催化活性和稳定性。欧洲杯猜球平台在碱性电解质中,空心pnitu纳米粒子在10 mA cm-2时的过电位较RHE低至28 mV, Tafel斜率为52.1 mV d欧洲杯猜球平台ec-1(图2),低于商用Pt/C的过电位。此外,它的质量活性比商业Pt/C系统高5.62倍。这有效地降低了铂基电催化剂的成本,并确保铂原子被更有效地使用。

通过分析键合和抗抗抗轨道填充,密度函数理论(DFT)计算表明,PTNICU纳米粒子的ΔGh*为0.05eV,接近零(图3)。欧洲杯猜球平台在氢进化反应(她)反应过程中,不同金属与氢中间体(H *)的键合强度为Pt> Co> Ni> Cu的阶。因此,中空PTNINU纳米粒子的优异性能归因于三种金属和H *之间的中等协同相互作用。欧洲杯猜球平台与实验数据相结合的理论计算,这项工作为设计和准备低成本和高性能的催化剂提供了一种新的策略。

本研究得到了北京市自然科学基金(批准号:2182061)和中国石油大学(北京)科学基金(批准号:2462019B欧洲杯线上买球JRC001)的资助。

请参阅文章:

镇兴李,郑城宇,尹坤康,欣欣,杨阳文,赵奎王,张马,刚王,杏仁王,仙林曲,苗族,雅文张和伟宇歌

用于高效析氢反应的超小型空心三元合金纳米粒子欧洲杯猜球平台

NATL SCI Rev,NWAA204

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa204

来源:https://www.scichina.com/

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