分会

第三十八分会：基础电化学

摘要

用于析氧反应或者小分子（氨硼烷）氧化反应的电催化剂的合理设计，是提高燃料电池阳极工作过程中反应速率的一种有前途的策略。电化学过程是一种表面现象，这允许通过缺陷和界面调控来工程化表面原子进而改善催化性能。电催化剂中如掺杂剂或掺杂引起的空位缺陷有机会调节反应物与催化剂表面间的吸附能，而两种或两种以上组分间的界面可以稳定表面活性位点并发生协同作用。在我们的工作中，研究了表面缺陷和界面如何在阳极氧化反应催化剂中合理设计，以及这些原子水平的控制方法如何提高阳极氧化反应的催化性能。 基于缺陷工程，通过水热法和热处理磷化过程原位合成了具有丰富缺陷的核桃状Cu离子掺杂的Ni(PO3)2电催化剂[1]。Cu离子的引入不仅优化了Ni的电子结构使其对反应物氨硼烷分子的吸附能增加和对产物BO2-的吸附能降低，还引入了晶格位错、畸变等缺陷活性位点，显著提高了宿主催化剂的氨硼烷氧化（ABOR）活性。基于界面工程，采用原位一步热解法制备具有双异质结构的Ni2P/Ni2P2O7/Ni12P5（d-NPO/NP）催化剂[2]。原位构建的d-NPO/NP由两个异质结构Ni2P2O7/Ni2P和Ni2P2O7/Ni12P5组成，其中Ni2P2O7/Ni2P界面增加了活性位点，而Ni2P2O7/Ni12P5作为导电性增强异质结构，进而提高复合催化剂的活性和导电性。基于缺陷和界面工程，通过一步水热法合成了表面具有辛二酸修饰的Y掺杂的Co(OH)2纳米片[3]。催化剂在碱性溶液中表现出优异的OER性能，这与Y掺杂和Y掺杂诱导的空位增加了活性位点，以及辛二酸分子的表面改性促进了活性位点的可及性有关。

关键词

燃料电池;析氧反应;氨硼烷氧化;缺陷和界面工程

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