推进碱性氢氧化/析氢反应(HOR/HER)的电催化剂对于基于阴离子交换膜的装置至关重要。而用于碱性HOR的铂基电催化剂具有低的催化活性和严重的CO中毒。近日,北京大学郭少军将具有高亲氧性的非晶态MoOx与PtMo合金纳米颗粒结合可以有效促进抗CO氢电催化。
本文要点:
1) 作者通过将具有高亲氧性的MoOx原子层调谐到PtMo纳米颗粒上,并利用优化的Had、OHad和COad吸附来增强碱性介质中的抗CO中毒氢循环电催化,从而克服了CO中毒问题。对于碱性HOR,该催化剂在50 mV(vs. RHE)时表现出3.19 mAμgPt−1的高动力学活性和0.83 mA cmPt−2的交换电流密度,这分别比商业Pt/C高10.3和3.8倍。
2) 对于碱性HER,它在10 mA cm−2的电流密度下达到了37 mV的过电位。实验和理论研究表明,PtMo/MoOx界面纳米颗粒的协调电子和亲氧调节同时优化了Had和OHad吸附,并促进了碱性氢电催化,而来自非晶态MoOx原子层的活性氧降低了CO氧化反应能垒,使其在100ppm CO下也具有优异的抗中毒能力。
Heng Luo et.al Amorphous MoOx with high oxophilicity interfaced with PtMo alloy nanoparticles boosts anti-CO hydrogen electrocatalysis Adv. Mater. 2023
https://doi.org/10.1002/adma.202211854