杨阳JACS: CO2气泡辅助PtFeNi多孔片上Pt的暴露用于高效锌-空电池

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杨阳JACS: CO2气泡辅助PtFeNi多孔片上Pt的暴露用于高效锌-空电池
微调铂族金属(PGM)基材料的暴露活性位点是提高其电催化性能的有效方法，可用于可再生能源设备(如锌空气电池(ZAB))的大规模应用。
然而，传统的合成方法为了保证PGM基催化剂的高活性而牺牲了其耐用性。中佛罗里达大学杨阳团队报道了一种新颖的动态CO2气泡模板(DCBT)策略，对PtFeNi(PFN)多孔膜(PF)进行微调来暴露Pt活性位点。
杨阳JACS: CO2气泡辅助PtFeNi多孔片上Pt的暴露用于高效锌-空电池
作者通过电氧化甲醇产生作为气相模板的CO2气泡。通过调整外加三角波电压的频率来探究CO2的产生、吸附、滞留和解吸和控制PFN合金表面的气泡。
因此，PFN PF的表面形貌和Pt暴露可以通过调节CO2气泡的表面覆盖率来可控调节。最终获得了具有均匀纳米多孔结构和充分暴露的Pt活性位点的Pt1.1% Fe8.8% Ni PF，并显示出卓越的催化活性。
杨阳JACS: CO2气泡辅助PtFeNi多孔片上Pt的暴露用于高效锌-空电池
超低0.01 mg cm-2 Pt负载下，催化剂分别进行ORR和OER反应，10 mA cm-2电流密度下半波电位(E1/2)为0.87 V，起始过电位(ηonset )为288 mV。
在ZAB中进行测试时，在超过500小时(750次循环)的长循环测试中实现了175.0 mW cm-2的高功率密度和0.64 V的窄电压间隙，表明通过微调微观结构而不影响耐久性的催化剂可以有效提高PGM的活性。
CO2 bubble-assisted Pt exposure in PtFeNi porous film for high-performance zinc-air battery. Journal of the American Chemical Society, 2021. DOI: 10.1021/jacs.1c04339

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