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南方科技大學
南方科技大學 廣東省
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新一代價廉高效空氣電池用電催化材料

2021-04-13 00:00:00
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關鍵詞: 電催化材料
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所屬領域:
新材料及其應用
項目成果/簡介:

設計合成了C/ a-MoC /Ag三組元復合電催化劑,巧妙利用高度石墨化多孔碳矩陣的高導電性、a-MoC的穩定性、Ag納米團簇的單分散性和優越氧吸附特點,C、a-MoC和Ag之間相互作用產生有效協同效應,使得C/ a-MoC/Ag復合催化劑具有可以與貴金屬鉑媲美的電化學氧還原性能。通過旋轉圓盤電極測試了C/ a-MoC/Ag新型復合催化劑在堿性條件下的氧還原電催化性能(如圖1),C/α-MoC/Ag的半波電勢遷移到電勢更正的位置(?0.145 V ),這表明氧分子還原性能由于C/α-MoC和Ag之間的協同作用得到了很大的提升。盡管Pt/C電極產生了更正的半波電勢(-0.125V),但是C/α-MoC/Ag復合催化劑在-0.8V的質量傳遞限制電流密度相比Pt/C來說增長的斜率更大。更重要的是Ag在C/MoC/Ag中的含量僅為百分之6.7,相對于20%Pt/C來說極具有商業應用價值。為了進一步闡明C/α-MoC/Ag的協同效應,他們利用DFT理論研究了氧氣分子在a-MoC(001)負載Ag納米顆粒的吸附行為(圖2),結果表明,相對于純的a-MoC(001)面比較來說,少量Ag負載后,整個基地表面上氧氣分子的活化能均大大降低(>0.28eV),充分說明了復合催化劑C/α-MoC/Ag三成分之間的有效協同效應。此研究為設計新一代價廉高效空氣電池用電催化材料提供了新思路。

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