Electron Synergism in Boron Interstitial Doping Ordered Pt 3 Co Nanoparticles Enhances the Protonation Process: Application to Efficient Oxygen Reduction in Zinc‐Air Batteries

材料科学 质子化 兴奋剂 氧气 纳米颗粒 氧还原 无机化学 氧还原反应 化学工程 纳米技术 电化学 冶金 物理化学 光电子学 离子 电极 化学 有机化学 工程类
作者
Guangrui Xu,Xinyuan Zhou,Miao Yu,Baolin Jiang,Qiyan Sun,Zexing Wu,Bin Li,Lei Wang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (37) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/aenm.202503590
摘要

Abstract Ordered intermetallic Pt 3 Co compounds are highly promising alloy materials for oxygen electrocatalysis, while the sluggish kinetics and high cost of Pt still hinder their wide use in practical applications. In this work, boron atom gap‐doped Pt 3 Co nanoparticles loaded on carbon nanobowls (B‐Pt 3 Co/CNBs) are obtained to enhance the oxygen reduction reaction (ORR) performance. The introduction of B atoms is responsible for the negative shift of the d‐band center compared to Pt 3 Co, and the subsequent reduction process leads to the uniform loading of B‐Pt 3 Co nanoparticles on hollow carbon nanobowls. It is demonstrated that B‐Pt 3 Co/CNBs exhibit the best electrocatalytic performance for ORR with an onset potential of 1.095 V versus RHE and a half‐wave potential of 0.985 versus RHE, as well as robust electrocatalytic stability with negligible activity decay even after 50 000 cycles. Experimental and theoretical calculations show that the introduction of the highly electronegative metalloid B leads the Pt atoms to lose electrons, which changes the electronic structure of Pt 3 Co that can weaken the bonding strength of Pt‐O and accelerate the protonation and desorption of O* on the surface of the B‐Pt 3 Co/ CNB, reducing the energy barrier of the rate‐determining step during the ORR process.
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