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王博/冯霄/杨文秀AEM：非对称Fe–Cu双原子构型促进高效阴离子交换膜燃料电池

时间：2023-11-03 来源：浏览：

王博/冯霄/杨文秀AEM：非对称Fe–Cu双原子构型促进高效阴离子交换膜燃料电池

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精确设计不对称双原子构型并研究其电子调节作用，以提高氧还原反应（ ORR ）性能，对阴离子交换膜燃料电池（ AEMFC ）具有重要意义。

近日， 北京理工大学王博、冯霄、杨文秀 合成了一种 Fe ， Cu 共掺杂的 2D IISERP-MOF27 纳米片衍生的 FeN ₃ O-CuN ₄ 双原子位点纳米催化剂（命名为 FeCu-NC ），用于 AEMFC 的阴极。

本文要点

要点1. 由于 FeCu-NC 催化剂中 FeN ₃ O-CuN ₄ 的最佳电子结构，它在 KOH 中表现出增强的半波电位（ 0.910V ）、翻转频率（ 0.165e s ⁻¹ site ⁻¹ ）和降低的活化能（ 19.96 kJ mol ⁻¹ ）。

要点2. 基于 FeCu-NC 的 AEMFC 具有极高的动力学电流（在 0.9 V 时为 0.138 A cm ⁻² ）和额定功率密度（ 1.09 W cm ⁻² ）。密度泛函理论计算进一步证明， Cu-N ₄ 可以打破 Fe-3d 轨道的局域化，加速电子传输，优化 OH 吸附，从而促进 ORR 过程。

Yarong Liu et.al Optimizing Fe-3d Electron Delocalization by Asymmetric Fe–Cu Diatomic Configurations for Efficient Anion Exchange Membrane Fuel Cells Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202302719

https://doi.org/10.1002/aenm.202302719

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