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磷掺杂的Ru-Pt合金催化剂及其电催化碱性析氢性能
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作者 黄荣钦 廖卫平 +3 位作者 晏梦璇 刘石 李远明 康雄武 《电化学》 CAS 北大核心 2023年第5期24-31,共8页
可再生能源驱动电催化水分解产氢气在现代氢能及氢燃料电池可持续发展方面,有着极其重要的地位。其中,性能优良催化剂的设计与开发又是重中之重。本文重点发展了一种磷掺杂的铂-钌合催化剂(Ru-P)#Pt/C),TEM分析确认Ru金属纳米粒子的球... 可再生能源驱动电催化水分解产氢气在现代氢能及氢燃料电池可持续发展方面,有着极其重要的地位。其中,性能优良催化剂的设计与开发又是重中之重。本文重点发展了一种磷掺杂的铂-钌合催化剂(Ru-P)#Pt/C),TEM分析确认Ru金属纳米粒子的球形形态,XRD表征Ru纳米粒子以六方密堆积形式存在。XPS分析进一步说明了Ru以金属态存在,Pt的原子比在14.5%左右,且以轻微氧化的状态存在,表明其可能与P成键。(Ru-P)@Pt合金催化剂在碱性电解液中表现出优异的电解水析氢性能,在10 mA·cm^(-2)的电流密度下的过电位仅为17mVvs.RHE,Tafel斜率值为27mV.dec^(-1),表明该催化剂析氢决速步为Tafel步骤。而同等条件下,仅P掺杂的Ru催化剂及Pt负载的P掺杂的CNT,其性能均远逊于该目标催化剂,表明了P与Pt共掺杂的协同作用。(Ru-P)#Pt/C合金催化剂经过24h耐久性测试,其10mA·cm^(-2)的过电位及稳定性测试后LSV电流仅出现轻微衰退。这表明P掺杂的Ru-Pt合金催化剂中Ru、Pt、P活性位点间的协同作用,显著提高了电催化析氢活性与稳定性,为高性能碱性电解水析氢催化剂的设计打开了广阔的前景。 展开更多
关键词 Ru-Pt合金 磷掺杂 协同效应 双活性位点 电解水析氢
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