合金化和界面效应是提高能源装置中电催化性能的有效策略。近日,化学与化工学院袁强教授课题组在乙醇氧化反应(EOR)和甲醇氧化反应(MOR)双功能催化剂上取得研究进展,该研究成果以“Coupling of alloying and interface effects in dendritic Au-doped PtPd alloy/dumbbell-like bismuth telluride heterostructures for ethanol and methanol electrooxidation”为题发表在国产领军期刊Rare Metals(影响因子9.6)上,第一作者为2022级硕士研究生周婷婷,指导老师为袁强教授。
该研究工作提出了运用可见光辅助策略合成树突状金掺杂铂钯合金/哑铃状碲化铋异质结构( PtPdAu/BiTe)并将其应用于直接乙醇/甲醇燃料电池器件。耦合合金和界面效应能大幅提高PtPdAu/BiTe在碱性介质中的电化学活性和稳定性。同时,金的引入显著提高了该异质结构对CO的耐受性和活性。在EOR和MOR反应过程中,PtPdAu/BiTe达到了31.5和13.3 A·mgPt-1的质量活性,分别是商用铂黑的34.4倍和13.2倍,显示了铂原子的高效利用率。原位FTIR也证实,PtPdAu/BiTe分别实现了乙醇的12e-完全氧化和甲醇的6e-完全氧化。此外,在实际的直接乙醇燃料电池(DEFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC)中,PtPdAu/BiTe/C的质量峰值功率密度分别达到131和156 mW·mgPt-1,分别是Pt/C的2.4和2.2倍,突出了其在DEFC和DMFC中的应用潜力。
这项研究为设计高效、高CO耐受性的阳极电催化剂引入了一种有效的策略,可用于实际的DEFC和DMFC应用。
一审:王海燕
二审:吕梦岚
三审:杨 静