专栏名称: 催化计
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Nat. Commun.:结构有序PtMg合金实现稳定氢燃料电池

催化计  · 公众号  · 科技创业 科技自媒体  · 2024-08-18 19:15

主要观点总结

本文主要讨论Pt与碱金属构成的合金作为燃料电池催化剂的困难,以及Jong-Sung Yu等报道的PtMg合金纳米粒子的独特结构和性能特点。该合金具有金属间内核和Pt元素富集的壳结构,表现出高稳定性,在氢氧燃料电池中表现出优异的催化活性。理论计算研究结果解释了其催化活性的来源和结构稳定性。此外,文章还涉及其他相关的讨论群和广告信息。

关键观点总结

关键观点1: Pt与碱金属构成的合金作为燃料电池催化剂的挑战和Jong-Sung Yu等的研究成果

Pt合金具有高还原电势,合成困难。Jong-Sung Yu等报道了PtMg合金纳米粒子的溶液相合成方法。

关键观点2: PtMg合金纳米粒子的结构和性能特点

PtMg合金具有规则的金属间内核和Pt元素富集的壳结构,表现出高稳定性和优异的催化活性。在氢氧燃料电池中,其质量活性达到美国能源部设定的2025目标。

关键观点3: 理论计算研究的结果对催化活性的解释和结构稳定性的原因

理论计算研究结果表明,配体和应力效应的结合作用使得PtMg合金具有优异的催化活性。核壳结构的稳定性来自合金中Mg形成缺陷的高能量。

关键观点4: 其他相关的讨论群和广告信息

文章还提到了其他相关的讨论群,包括光催化群、均相催化与酶催化群、纳米催化群、多孔材料群、理论计算群等。此外,还包括一些测试服务和联系方式的广告信息。


正文

电催化讨论群-1: 529627044


Pt 与碱金属构成的合金是高活性稳定的燃料电池催化剂,但是 Pt 合金具有较高的还原电势,因此 Pt 合金的合成非常困难。
有鉴于此, 大邱庆北科学技术院 Jong-Sung Yu 报道溶液相合成 PtMg 合金纳米粒子。
本文要点
要点1. PtMg 合金纳米粒子具有独特的结构,这种结构是规则的金属间内核以及 Pt 元素富集的壳构成。 PtMg/C 电极用于氢氧燃料电池能够在 0.9 V 达到 0.50 A mg Pt -1 的质量活性,在 30000 圈循环后的性能仅有少量衰减( 0.48 A mg Pt -1 )。这个性能达到了美国能源部制订的催化剂 2025 目标。
要点2. 理论计算研究结果说明配体和应力效应(金属间核心与 Pt 富集的外壳之间的应力)之间结合作用使得优异的催化活性。核壳结构的稳定性来自合金的 Mg 形成缺陷的能量非常高。
Gyan-Barimah, C., Mantha, J.S.P., Lee, HY.et al. High vacancy formation energy boosts the stability of structurally ordered PtMg in hydrogen fuel cells. Nat Commun 15, 7034 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-51280-2
https://www.nature.com/articles/s41467-024-51280-2
电催化讨论群-1: 529627044

光催化群-2: 927909706

均相催化与酶催化群-2: 929342001

纳米催化群-1: 256363607

多孔材料群-2: 813094255
理论计算群-2: 863569400






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