提升Pd基电催化剂氧还原活性的策略

杨军^1,2,3*,刘丹叶^1,2,曾庆^1,2,陈东^1,3,刘卉^1,3

1.中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室, 北京 100190;2.中国科学院大学材料与光电技术学院, 北京 100049;3.南京绿色制造产业创新研究院, 江苏 南京 211100

出版日期:2021-10-20发布日期:2021-09-28

作者简介:杨军(1972— ),男,博士,研究员,研究方向为金属、半导体及复合纳米材料、燃料电池和电催化. E-mail:jyang@ipe.ac.cn*通信作者
基金资助:国家自然科学基金资助项目(22075290,21706265);北京市自然科学基金资助项目(Z200012)

Strategies for boosting the catalytic performance of palladium-based electrocatalysts for oxygen reduction reaction

YANG Jun^1,2,3*, LIU Dan-ye^1,2, ZENG Qing^1,2, CHEN Dong^1,3, LIU Hui^1,3

1. State Key Laboratory of Multi-phase Complex System, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;
2. School of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
3. Nanjing IPE Institute of Green Manufacturing Industry, Nanjing 211100, Jiangsu, China

Online:2021-10-20Published:2021-09-28

摘要/Abstract

摘要： 氧还原反应(ORR)是许多电化学相关技术的核心反应,许多研究致力于制备同时具备高活性、高稳定性和低成本的催化剂。Pd基纳米材料由于其相对较优的催化性能和相对丰富的储量,有望成为Pt的替代品,受到了广泛关注,但要达到商品化程度,其性能需进一步提高。本文以Pd基催化剂应用于ORR电催化为背景,综述了近年来Pd基催化剂ORR的性能提升策略。围绕载体调控、形貌结构调控以及组分调控共3个部分进行总结,这些调控会利用配体效应、应变效应、系综效应(ensemble effect)和载体效应等从本质上改变Pd的分布状态、空间排列和电子结构,从而影响ORR中间产物在Pd表面的吸附状态。最后,简要介绍了Pd基催化剂面临的挑战和未来的发展方向,对高性能ORR催化剂的设计制备具有重要意义。


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