削弱CuPd/Pd核/壳纳米粒子上的中间体结合强度,以实现类Pt在HER和ORR中的双功能活性
【产品介绍】:
虽然Pd可能取代Pt基催化剂用于析氢反应(HER)和氧还原反应(ORR),但Pd上*H和含氧中间体(*O,*OOH,*OH)的结合强度大于Pt,导致Pd对HER和ORR活性较低。
有鉴于此,华中科技大学李箐教授和中科院福建物质结构研究所Zhufeng Hou等人,制备了具有超薄Pd壳层(0.5 nm)的CuPd/Pd核/壳纳米粒子,证明了其在酸性电解质中对HER和ORR具有类似Pt的双功能活性。
本文要点
1)成功地合成了6–8 nm CuPd/Pd核/壳纳米颗粒(NPs),并研究了其Pd壳层厚度对HER和ORR活性的影响。经过优化的具有0.5 nm Pd壳的催化剂对酸性电解质中的HER和ORR表现出类似Pt的双功能活性。
2)最优CuPd/Pd核壳NPs在350 mA cm−2下的HER过电位和ORR的半波过电位分别为76 mV和0.854 V(vs RHE),这与Pt相当,并在已报道的Pd基催化剂中处于最佳水平。
3)密度泛函理论计算表明,具有0.5 nm Pd壳层的CuPd/Pd核壳NPs的HER/ORR活性显著增强,这归因于压缩应变导致Pd的d带中心下移(下降2.0%),这削弱了*H和含氧中间体的结合强度,促进了反应动力学。
参考文献:
Huan Xie et al. Weakening Intermediate Bindings on CuPd/Pd Core/shell Nanoparticles to Achieve Pt‐Like Bifunctional Activity for Hydrogen Evolution and Oxygen Reduction Reactions. Advanced Functional Materials, 2021.
DOI: 10.1002/adfm.202100883
https://doi.org/10.1002/adfm.202100883