Interstitial B-Doping in Pt Lattice to Upgrade Oxygen Electroreduction Performance

硼烷 兴奋剂 催化作用 质子交换膜燃料电池 乙二醇 材料科学 化学 扫描透射电子显微镜 无机化学 分析化学(期刊) 物理化学 透射电子显微镜 纳米技术 光电子学 有机化学 生物化学 色谱法
作者
Zijie Mao,Chen Ding,Xuan Liu,Qing Zhang,Xianxian Qin,Hong Li,Fan Yang,Qing Li,Xia‐Guang Zhang,Junliang Zhang,Wen–Bin Cai
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:12 (15): 8848-8856 被引量:54
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c01052
摘要

The dissolution of M in currently popular Pt–M alloy catalysts (M = Co, Ni, and Fe) during the oxygen reduction reaction (ORR) may deter their wide application in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). In this work, interstitial B-doping in the Pt lattice is instead used to design a durable and active ORR catalyst, by taking advantage of its unique regulation of the electronic structure of surface Pt sites. 3 nm Pt–B nanoparticles on carbon black (Pt–B/C) are obtained using dimethylamine borane (DMAB) as a reductant and the B source in a mixed H2O–ethylene glycol precursor solution. The formation of the B-doped Pt catalyst is verified by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry, X-ray diffractometry, and spherical aberration-corrected scanning transmission electron microscopy. Both half-cell and single-cell tests indicate that the as-synthesized Pt–B/C catalyst outperforms the commercial Pt/C(com) in terms of activity and durability. In particular, the Pt–B/C-based PEMFC exhibits an initial maximum power density 1.24 times as high as the Pt/C(com)-based one under otherwise same conditions, with a 15% decay for the former versus a 45% decay for the latter after 30 000 cycles of the accelerated degradation test (ADT). Comparative DFT calculations on B-doped and undoped Pt(111) surfaces reveal that the lowered Pt d-band center and the strong interaction of Pt–B bonding weaken the binding of OH and O species to surface Pt sites and lessen oxidative disruption of surface Pt atoms. This interstitial metalloid doping in conjunction with the simple and scalable synthesis protocol enables the Pt–B/C to be a competitive ORR catalyst for the PEMFCs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zhangfuchao完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
庚辰梦秋发布了新的文献求助10
1秒前
冷静绿旋发布了新的文献求助10
2秒前
sang发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
JustDoIt完成签到,获得积分10
4秒前
李爱国应助成就的鞋垫采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
9秒前
10秒前
xie发布了新的文献求助10
10秒前
谢婉玉发布了新的文献求助10
11秒前
dh发布了新的文献求助10
11秒前
JustDoIt发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
tree完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI6.3应助wzdxmt采纳,获得10
13秒前
WW发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
研友_VZG7GZ应助呆呆采纳,获得10
16秒前
well发布了新的文献求助30
16秒前
上官若男应助小白采纳,获得10
17秒前
zz发布了新的文献求助10
19秒前
123发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
共享精神应助陈谨采纳,获得10
24秒前
24秒前
丘比特应助xinghe123采纳,获得10
24秒前
AAA完成签到,获得积分10
24秒前
张张张发布了新的文献求助10
26秒前
时生完成签到 ,获得积分10
27秒前
27秒前
wynne313发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Single Cell Analysis of the Tumor Microenvironment Landscape Across the Disease Spectrum of Multiple Myeloma 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
The Cambridge History of China 英文版16册 600
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7329177
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8943679
关于积分的说明 18970614
捐赠科研通 6984682
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216424
关于科研通互助平台的介绍 2383126
邀请新用户注册赠送积分活动 2195930