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微調(diào)鉑族金屬(PGM)基材料的暴露活性位點(diǎn)是提高其電催化性能的有效方法，可用于可再生能源設(shè)備(如鋅空氣電池(ZAB))的大規(guī)模應(yīng)用。

然而，傳統(tǒng)的合成方法為了保證PGM基催化劑的高活性而犧牲了其耐用性。中佛羅里達(dá)大學(xué)楊陽團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種新穎的動(dòng)態(tài)CO₂氣泡模板(DCBT)策略，對(duì)PtFeNi(PFN)多孔膜(PF)進(jìn)行微調(diào)來暴露Pt活性位點(diǎn)。

作者通過電氧化甲醇產(chǎn)生作為氣相模板的CO₂氣泡。通過調(diào)整外加三角波電壓的頻率來探究CO₂的產(chǎn)生、吸附、滯留和解吸和控制PFN合金表面的氣泡。

因此，PFN PF的表面形貌和Pt暴露可以通過調(diào)節(jié)CO₂氣泡的表面覆蓋率來可控調(diào)節(jié)。最終獲得了具有均勻納米多孔結(jié)構(gòu)和充分暴露的Pt活性位點(diǎn)的Pt_1.1%Fe_8.8%Ni PF，并顯示出卓越的催化活性。

超低0.01 mg cm^-2 Pt負(fù)載下，催化劑分別進(jìn)行ORR和OER反應(yīng)，10 mA cm^-2電流密度下半波電位(E_1/2)為0.87 V，起始過電位(η_onset)為288 mV。

在ZAB中進(jìn)行測(cè)試時(shí)，在超過500小時(shí)(750次循環(huán))的長(zhǎng)循環(huán)測(cè)試中實(shí)現(xiàn)了175.0 mW cm^-2的高功率密度和0.64 V的窄電壓間隙，表明通過微調(diào)微觀結(jié)構(gòu)而不影響耐久性的催化劑可以有效提高PGM的活性。

CO₂ bubble-assisted Pt exposure in PtFeNi porous film for high-performance zinc-air battery. Journal of the American Chemical Society, 2021. DOI: 10.1021/jacs.1c04339

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楊陽JACS: CO2氣泡輔助PtFeNi多孔片上Pt的暴露用于高效鋅-空電池

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