消毒剂中毒

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TUhjnbcbe - 2024/8/31 16:57:00

直接甲醇燃料电池(DMFC)具有能量密度高、便携性好、燃料可获得等优点,被认为是用于驱动电动汽车行驶的理想候选者。但是,阳极甲醇氧化反应(MOR)动力学缓慢,严重制约了DMFC的进一步发展。

目前,铂(Pt)族材料(PGMs)是最有效的MOR催化剂,但PGMs的高成本和低耐久性抑制了其商业应用。同时,反应中间体(如CO)可能强烈地吸附在铂族金属上,导致活性位点中毒和性能下降。因此,开发低成本、高性能的新型MOR催化剂对于DMFC的实际应用具有重要意义。

近日,吉林大学崔小强和郑伟涛等将原子分散的CrOx团簇负载到Pd金属上(CrOx-Pd),用于高效催化MOR。其中,原子分散的CrOx团簇由四个Cr-O单元组成,通过桥接O原子牢固地锚定在Pd金属上。

原位光谱和理论计算表明,原子分散的CrOx团簇可以通过形成氢键降低CO*在Pd位点的吸附能,提高OH*的吸附能,同时CrOx-Pd界面使得COOH*的生成能较低,有利于Pd位点上CO*的脱除,加快了MOR动力学。

因此,在催化MOR过程中,所制备的CrOx-Pd催化剂的质量活性和比活性分别为2.05Amg?1和5.30mAcm?2,比商业Pd/C(0.28Amg?1,1.67mAcm?2)分别提高了7.4倍和3.2倍;并且CrOx-Pd的CO电氧化电位比商业Pd/C低mV。

更重要的是,在CO存在的条件下,CrOx-Pd经过CV循环后电流密度仍保持初始值的88%,而Pd金属/C和商业Pd/C的质量活性明显下降,分别降至初始值的63%和43%,这表明CrOx-Pd具有较高的抗CO中毒能力。总的来说,该项工作证明通过构建氧化物/金属界面来改善MOR性能的可行性,为设计高效抗CO中毒的MOR催化剂提供了一种新的策略。

AtomicallyDispersedCrOXonPdMetalleneforCO-ResistantMethanolOxidation.NanoLetters,.DOI:10./acs.nanolett.3c

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