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眾所周知，鉑（Pt）基催化劑在氧還原反應(yīng)（ORR）中受到*OOH和*OH之間（ΔG(*OOH) = ΔG(*OH) + 3.2 ± 0.2 eV）不利的線性比例關(guān)系（LSR）的影響，給顯著降低ORR過電位帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

基于此，2024年8月9日，華南理工大學(xué)崔志明教授/宋慧宇副教授&香港城市大學(xué)邵敏華教授在化學(xué)頂級(jí)期刊Angewandte Chemie發(fā)表題為《Fluorine-doped Carbon Support Enables Superfast Oxygen Reduction Kinetics by Breaking the Scaling Relationship》的研究論文。

此項(xiàng)研究中，作者提出了一種通用且可行的氟摻雜碳載體策略，優(yōu)化了Pt基催化劑的界面微環(huán)境，從而顯著提高了其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。

C-F鍵的引入不僅削弱了*OH結(jié)合能，而且穩(wěn)定了*OOH中間體，導(dǎo)致LSR斷裂。

此外，氟摻雜碳構(gòu)建了局部超疏水界面，促進(jìn)了H₂O的擴(kuò)散和O₂的傳質(zhì)。電化學(xué)測(cè)試表明，氟摻雜的碳負(fù)載Pt催化劑的質(zhì)量活性比未經(jīng)氟改性的催化劑高出2倍以上。

更重要的是，這些催化劑在旋轉(zhuǎn)圓盤電極（RDE）和膜電極組件（MEA）測(cè)試中也表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。

本研究不僅驗(yàn)證了調(diào)整電催化微環(huán)境以改善傳質(zhì)和打破標(biāo)度關(guān)系的可行性，而且為其它涉及氣體的電催化反應(yīng)提供了通用的催化劑設(shè)計(jì)范例。

文獻(xiàn)信息：Fluorine-doped Carbon Support Enables Superfast Oxygen Reduction Kinetics by Breaking the Scaling Relationship,?Angewandte Chemie, 2024.?https://doi.org/10.1002/anie.202412825.

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