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邢伟/袁勋Nat. Commun.: 增强原子精度Pt6纳米团簇的氢电氧化性能，“配体效应”功不可没！

时间：2022-04-17 来源： 浏览：

邢伟/袁勋Nat. Commun.: 增强原子精度Pt6纳米团簇的氢电氧化性能，“配体效应”功不可没！

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碱性交换膜燃料电池(AEMFC)因其绿色环保和高能效而被认为是最有前途的能源转换装置之一。但对于阳极氢氧化反应(HOR)，碱性介质中缓慢的HOR动力学(与酸性介质相比)需要更高的Pt负载量(几乎是酸性介质中的十倍)，因此不可避免地导致高成本。
为了降低催化剂的价格并保持高的催化性能， 中国石油大学(华东)邢伟 和 青岛科技大学袁勋 等在极性较小的介质中使用温和的还原剂硼烷-叔丁胺(TBAB)，并选择三苯基膦(PPh 3 )分子作为良性保护剂，制备出Pt 6 (PPh 3 ) 4 Cl 5 NCs碱性HOR催化剂。
受益于自我优化的配体效应和原子精度结构，纳米团簇电催化剂表现出高质量活性、高稳定性，并且优于Pt单原子和Pt纳米颗粒类似物。在0.1 M KOH溶液中，Pt 6 (PPh 3 ) 4 Cl 5 NCs表现出比大多数先前报道的铂族金属(PGM)催化剂更好的活性；对Pt 6 (PPh 3 ) 4 Cl 5 NCs催化剂进行加速耐久性测试(ADT)，发现Pt 6 (PPh 3 ) 4 Cl 5 NCs的ECSA在1000和2000次循环后分别下降3.6%和15.2%，表明Pt 6 (PPh 3 ) 4 Cl 5 NCs具有优异的稳定性。
实验结果和理论计算表明，Pt 6 NCs结构和PPh 3 配体(配体效应导致d带中心的下移)可能在调节HBE、OHBE、H 2 O形成能和CO吸收能方面起决定性作用；Pt 6 NCs/C催化剂与CO的结合能低得多，表现出优异的CO耐受能力。该研究举例说明了Pt NCs在高性能HOR催化中的应用，这里所传达的信息可能对未来设计用于能量转换的金属NCs基电催化剂具有启发作用。
Atomic-precision Pt 6 Nanoclusters for Enhanced Hydrogen Electro-oxidation. Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-29276-7

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