缺乏高效的鉑(Pt)基納米材料仍然是實現(xiàn)高甲酸氧化反應(yīng)(FAOR)和膜電極組件(MEA)催化直接甲酸燃料電池(DFAFC)技術(shù)的巨大而緊迫的挑戰(zhàn)。
在此,廈門大學(xué)Lingzheng Bu報道了16個Pt基異相納米海參狀催化劑,其中稀土(RE)摻雜的面心立方Pt(fcc-Pt)和三角Pt-碲(t-PtTe2)配置((RE-Pt)-PtTe2HPNT)。
文章要點
1)釔(Y)被認(rèn)為是最佳摻雜劑,以單個位點和簇的形式存在于表面。(Y-Pt)-PtTe2HPNT/C表現(xiàn)出優(yōu)異的質(zhì)量和比活性,分別為6.4 A mgPt?1和5.4 mA cm-2,比商用Pt/C分別高出49.2倍和25.7倍。此外,它實現(xiàn)了485.9 W gPt?1的歸一化MEA功率密度,是Pt/C的三倍。
2)密度泛函理論計算進一步表明,Y摻雜增強了HCOO*中間體的吸附并抑制了CO中間體的形成,從而促進了FAOR動力學(xué)。這項工作強調(diào)了稀土金屬在Pt基陽極納米材料異質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)控中的作用,以實現(xiàn)高效的直接甲酸電催化。
參考文獻
Lin, X., Geng, S., Du, X. et al. Efficient direct formic acid electrocatalysis enabled by rare earth-doped platinum-tellurium heterostructures. Nat Commun 16, 147 (2025).
DOI:10.1038/s41467-024-55612-0
https://doi.org/10.1038/s41467-024-55612-0