斯德哥尔摩大学Small:MoOx/Pt用于高效电催化GOR和HER

斯德哥尔摩大学Small:MoOx/Pt用于高效电催化GOR和HER
甘油电解,能够在阳极生产高附加值化学品(GOR)和在阴极进行析H2,这是一条绿色和能量有利的途径。
斯德哥尔摩大学Mats JohnssonXiaowen Yu等通过在氧化钼(MoOx)纳米片的氧空位处捕获和限制Pt纳米粒子(Pt NPs),制备了MoOx/Pt电催化剂。所得的MoOx/Pt在碱性电解质中对GOR和HER均表现出良好的电催化性能。
斯德哥尔摩大学Small:MoOx/Pt用于高效电催化GOR和HER
斯德哥尔摩大学Small:MoOx/Pt用于高效电催化GOR和HER
引入的MoOx纳米片不仅对GOR中甘油的吸附和HER中水的解离起重要作用,而且还增强了与Pt NPs的电子相互作用,从而大大提高了Pt的内在活性,从而提高了Pt的质量活性。
因此,含有0.1 M甘油的1.0 M KOH电解质中,MoOx /Pt阳极在电催化GOR中显示出比纯Pt NP高5倍的质量活性,并且对甘油酸(GLA的盐形式)有高选择性。此外,在1.0 M KOH电解质中,与电催化HER中的Pt NPs电极相比,MoOx/Pt阴极表现出高的活性和动力学,HER法拉第效率接近100%。
斯德哥尔摩大学Small:MoOx/Pt用于高效电催化GOR和HER
实验结果和DFT计算揭示了MoOx在GOR和HER反应中的特殊作用:
i) 它有助于吸附靠近Pt NPs附近的甘油分子,从而大大降低催化GOR的起始电位。
ii) 它还促进了水解离的缓慢步,从而提高了催化HER的反应活性和动力学。
iii) MoOx与Pt之间的电子相互作用显着提高了界面反应性和Pt的质量活性。由于MoOx/Pt对GOR和HER的优异活性,在电流密度为10 mA cm-2,双电极甘油电解所需的电池电压比水电解所需的电池电压低0.90 V。
Electrocatalytic glycerol oxidation with concurrent hydrogen evolution utilizing an efficient MoOx/Pt catalyst. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202104288

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