超薄碳层激活Pt纳米颗粒用于双功能全pH值下HER和ORR反应的异质结催化剂
2024-07-30
摘要：铂基催化剂被广泛应用于电解水解氢和氢燃料电池氧还原反应。尽管如此，贵金属铂在实际应用中由于其高昂的成本和复杂繁琐的合成路线，其商业应用面临着重大挑战。在这项工作中，氮掺杂碳层包覆铂颗粒(Pt@NCL)均匀分布在碳纳米纤维（CNF）基底上，以合成异质结催化剂(Pt@NCL-CNF)。一系列表征证实了，纳米级超薄碳层成功地激活了铂纳米粒子，并在异质结催化剂的界面上产生了巨大的价电子积累。此外，随着Pt@NCL-CNF反应进行，超薄碳层中产生了的更多的缺陷，暴露出更多的活性位点。因此，Pt@NCL-CNF在全pH电解质体系下的析氢反应和氧还原反应均优于商业化Pt/C催化剂。本研究阐明了反应机理，明确了催化剂中超薄碳层的关键作用，并证实了催化剂在器件中的使用，提出了一种简单可行能大规模应用的高性能低铂催化剂的制备方法。
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