迄今為止，開發(fā)經(jīng)濟、穩(wěn)定、高活性的氧還原反應(yīng)（ORR）和析氫反應(yīng)（HER）雙功能Pt催化劑已成為燃料電池和再生燃料電池系統(tǒng)的需要。然而，如何將Pt納米顆粒均勻分散并牢固地固定在碳載體上，使其具有最佳的催化粒徑，仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。
近日，武漢理工大學木士春，何大平等人報道了利用鈷（Co）單原子對Pt的隔離作用、Co單原子與Pt的強相互作用以及多孔碳基質(zhì)衍生金屬有機骨架的限制，成功地將Pt納米顆粒均勻固定在ZnCo-ZIF制備的富Co單原子多孔摻氮碳基質(zhì)（Co SAs-ZIF-NC）上。
本文要點
要點1. 與商用Pt/C催化劑相比，Pt@Co SAs-ZIF-NC具有超低的Pt負載量和理想的粒徑，不僅增加了活性中心，而且促進了催化動力學，大大提高了催化劑的比表面積和催化活性。
要點2. 實驗結(jié)果顯示，在酸性條件下，其半波電位(0.917 V)優(yōu)于商用Pt/C(0.868 V)，在0.9 V時的質(zhì)量活度(0.48 A/mgPt)是Pt/C(0.16 A/mgPt)的3倍，超過了美國能源部規(guī)定的0.44 A/mgPt的目標。此外，它還展示了出色的HER性能。當電壓為20 mV和30 mV時，其質(zhì)量活度甚至是Pt/C的4.5倍和13.6倍，進一步用于海水中，其質(zhì)量活度約為Pt/C的4倍，顯示出巨大的應(yīng)用潛力。
Lvhan Liang, Huihui Jin, Huang Zhou, Bingshuai Liu, Chenxi Hu, Ding Chen, Zhe Wang, Zhiyi Hu, Yufeng Zhao, Hai-Wen Li, Daping He and Shichun Mu, Cobalt Single Atom Site Isolated Pt Nanoparticles for Efficient ORR and HER in Acid Media, Nano Energy, (2021)
DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106221
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106221
