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鉑基電催化劑 “丟失”白金的原委找到了

本文轉自【科技日報】;

科技日報訊 (記者吳長鋒)近日,記者從中國科學技術大學獲悉,該校合肥微尺度物質科學國家研究中心陳豔霞教授課題組,與合作者一同首次直接在電化學環境中觀察到鉑表面空穴及其動態行為,為揭示其形成機制提供了直接證據。研究成果日前發表在《化學—通訊》上。

鉑是一種天然的貴金屬,俗稱白金。在很多電極反應過程中,鉑都可以成為活性高且穩定性較好的電催化劑。但是在電催化系統(例如燃料電池)強酸、強鹼、高氧化或強還原等腐蝕環境中,鉑也會發生腐蝕與溶出。此外,強吸附質如一氧化碳或氧的存在,也會加速鉑的腐蝕與溶出過程。

從原子、分子尺度上去了解這類電催化劑的腐蝕與溶出過程,有望對設計合成高效、高穩定性的鉑基催化劑提供具體指導。

在前期研究基礎上,科研人員發現鉑被高動態表觀吸附層覆蓋後,表面會出現明確的表層鉑原子空穴,即部分鉑表層原子從晶格脫出。這些空穴透過與表層吸附的高遷移率的一氧化碳共同作用,可以在移動和固定兩種動力學狀態之間以一定速率切換。在移動狀態下,鉑也會出現少量的表面空穴。

這項研究表明鉑能與吸附的一氧化碳發生複雜的相互作用,對於合理地設計合成高效、高穩定性的實用型鉑基催化劑提供了重要的依據。