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研究概述

合金化通过调节含氧中间体的热力学，显著提升了钯（Pd）基催化剂的氧还原反应（ORR）性能。

然而，Pd基合金对O₂分子的活化能力不理想，限制了ORR动力学的进一步改善。

基于此，2024年10月23日，北京大学郭少军教授、哈尔滨工业大学于永生教授在国际期刊Advanced Materials发表题为《Spin-Polarized PdCu-Fe₃O₄ In-Plane Heterostructures with Tandem Catalytic Mechanism for Oxygen Reduction Catalysis》的研究论文。

在这里，研究人员报道了精确合成纳米片组装的自旋极化PdCu-Fe₃O₄面内异质结构，以大幅活化O₂分子并提高ORR动力学。

研究表明，设计的面内异质结构不仅调节了Pd位点的d带中心，减弱了含氧中间体的吸附，还赋予了亲电Fe位点强大的活化O₂分子的能力，这使得PdCu-Fe₃O₄面内异质结构在目前的Pd基催化剂中具有最高的ORR比活性。

原位电化学光谱和理论研究揭示了PdCu-Fe₃O₄-Fe位点上的串联催化机制，这些位点首先活化分子O₂，并生成含氧中间体转移到Pd位点，以完成后续的质子耦合电子转移步骤。

图文解读

图1：PdCu-Fe₃O₄面内异质结构的合成和表征

图2：PdCu、PdCu-Fe₃O₄和商用Pt/C催化剂的ORR电催化性能

图3：PdCu和PdCu-Fe₃O₄上的ORR催化机理

文献信息

Spin-Polarized PdCu-Fe₃O₄ In-Plane Heterostructures with Tandem Catalytic Mechanism for Oxygen Reduction Catalysis, Advanced Materials, 2024.

原创文章，作者：zhan1，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2024/10/25/c73cae60da/

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