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顶刊收割机 · 公众号 · · 2024-10-25 08:31

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研究概述

合金化通过调节含氧中间体的热力学，显著提升了钯（Pd）基催化剂的氧还原反应（ORR）性能。

然而，Pd基合金对O ₂ 分子的活化能力不理想，限制了ORR动力学的进一步改善。

基于此，2024年10月23日， 北京大学郭少军教授、哈尔滨工业大学于永生教授 在国际期刊 Advanced Materials 发表题为《Spin-Polarized PdCu-Fe ₃ O ₄ In-Plane Heterostructures with Tandem Catalytic Mechanism for Oxygen Reduction Catalysis》的研究论文。

在这里，研究人员报道了精确合成纳米片组装的自旋极化PdCu-Fe ₃ O ₄ 面内异质结构，以大幅活化O ₂ 分子并提高ORR动力学。

研究表明，设计的面内异质结构不仅调节了Pd位点的d带中心，减弱了含氧中间体的吸附，还赋予了亲电Fe位点强大的活化O ₂ 分子的能力，这使得PdCu-Fe ₃ O ₄ 面内异质结构在目前的Pd基催化剂中具有最高的ORR比活性。

原位电化学光谱和理论研究揭示了PdCu-Fe ₃ O ₄ -Fe位点上的串联催化机制，这些位点首先活化分子O ₂ ，并生成含氧中间体转移到Pd位点，以完成后续的质子耦合电子转移步骤。

图文解读