V–O Species-Doped Carbon Frameworks Loaded with Ru Nanoparticles as Highly Efficient and CO-Tolerant Catalysts for Alkaline Hydrogen Oxidation

催化作用 化学 吸附 阳极 氢 无机化学 纳米颗粒 密度泛函理论 可逆氢电极 碳纤维 电子转移 化学工程 电化学 光化学 物理化学 电极 计算化学 有机化学 材料科学 工程类 复合数 复合材料 参比电极
作者
Pengcheng Wang,Yang Yang,Wei Zheng,Zhiyu Cheng,Changlai Wang,Shi Chen,Dongdong Wang,Jiahe Yang,Hongda Shi,Pin Meng,Peichen Wang,Huigang Tong,Jitang Chen,Qianwang Chen
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (50): 27867-27876 被引量:71
标识
DOI:10.1021/jacs.3c11734
摘要

Efficient and CO-tolerant catalysts for alkaline hydrogen oxidation (HOR) are vital to the commercial application of anion exchange membrane fuel cells (AEMFCs). Herein, a robust Ru-based catalyst (Ru/VOC) with ultrasmall Ru nanoparticles supported on carbon frameworks with atomically dispersed V-O species is prepared elaborately. The catalyst exhibits a remarkable mass activity of 3.44 mA μgPGM, which is 31.3 times that of Ru/C and even 4.7 times higher than that of Pt/C. Moreover, the Ru/VOC anode can achieve a peak power density (PPD) of 1.194 W cm-2, much superior to that of Ru/C anode and even better than that of Pt/C anode. In addition, the catalyst also exhibits superior stability and exceptional CO tolerance. Experimental results and density functional theory (DFT) calculations demonstrate that V-O species are ideal OH- adsorption sites, which allow Ru to release more sites for hydrogen adsorption. Furthermore, the electron transfer from Ru nanoparticles to the carbon substrate regulates the electronic structure of Ru, reducing the hydrogen binding energy (HBE) and the CO adsorption energy on Ru, thus boosting the alkaline HOR performance and CO tolerance of the catalyst. This is the first report that oxophilic single atoms distributed on carbon frameworks serve as OH- adsorption sites for efficient hydrogen oxidation, opening up new guidance for the elaborate design of high-activity catalysts for the alkaline HOR.
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
zrx发布了新的文献求助10
1秒前
高高完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
cr7完成签到,获得积分10
2秒前
LiHN123的应助被图南采纳,获得10
3秒前
叶言发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
PHDxu驳回了aaaa的应助
6秒前
6秒前
DW的应助被体贴老头采纳,获得10
7秒前
CipherSage的应助被vanliu采纳,获得10
7秒前
Jasper的应助被zrx采纳,获得30
7秒前
顾矜的应助被duzhuo采纳,获得10
8秒前
8848发布了新的文献求助10
9秒前
俊逸天德发布了新的文献求助10
9秒前
LiHN123的应助被wjx采纳,获得10
9秒前
研友_n0DWDn完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
斯文败类的应助被zenith968采纳,获得10
10秒前
半截的诗发布了新的文献求助10
10秒前
思源的应助被Ting采纳,获得10
11秒前
11秒前
Ava的应助被dzn采纳,获得10
12秒前
cr7发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
aaaa的应助被Keyl采纳,获得30
13秒前
无花果的应助被ZDL采纳,获得20
14秒前
chiaoyin999发布了新的文献求助10
14秒前
Tsingttt完成签到,获得积分10
14秒前
张清完成签到,获得积分10
16秒前
清爽老九发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
17秒前
19秒前
19秒前
今后的应助被小天才采纳,获得10
19秒前
cs发布了新的文献求助10
19秒前
田様的应助被FaintStar采纳,获得30
21秒前
22秒前
端庄青雪发布了新的文献求助10
22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
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7951954
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9428655
关于积分的说明 20991759
捐赠科研通 7534095
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3369174
关于科研通互助平台的介绍 2505165
邀请新用户注册赠送积分活动 2401241