PtAu中晶界缺陷的化学偏析作为稳定电催化剂的途径
材料科学
2022-09-28 v1 化学物理
摘要
在长期使用和动态工作条件下电催化剂的溶解是燃料电池和电解槽等能量转换与存储器件中一个具有挑战性的问题。为开发稳定的电催化剂，我们采用偏析工程的设计理念，即利用溶质在内部缺陷（即晶界和位错）处易于发生电化学溶解的偏析。我们以添加更惰性的Au（约5原子百分比）来稳定模型Pt催化剂，展示了该方法的可行性。我们对缺陷的纳米尺度结构与化学组成进行了表征，并通过在线电感耦合等离子体质谱监测了Pt及PtAu合金的电化学溶解。一旦偏析至缺陷处，Au原子即可稳定并钝化最易受损的位点，使其免遭电化学溶解，将Pt电催化剂的稳定性和寿命提高一个数量级以上。这为利用溶质向缺陷偏析来开发更稳定的纳米尺度电催化剂开辟了途径，该概念可广泛应用于各类催化体系。
引用
@article{arxiv.2209.13166,
title = {Chemical Partitioning at Crystalline Defects in PtAu as a Pathway to Stabilize Electrocatalysts},
author = {Xuyang Zhou and Olga Kasian and Ting Luo and Se-Ho Kim and Chenyu Zhang and Siyuan Zhang and Subin Lee and Gregory B. Thompson and Gerhard Dehm and Baptiste Gault and Dierk Raabe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.13166},
year = {2022}
}