原位電化學SERS揭示氫氧化反應過程中間物種新進展

发布日期:2020-12-24     浏览次数:次   

我院李劍鋒教授課題組采用原位電化學表面增強拉曼光譜(SERS)技術研究了堿性條件下氫氧化反應(HOR)過程。相關結果以“Spectroscopic Verification of Adsorbed Hydroxyl Intermediate in the Bifunctional Mechanism of Hydrogen Oxidation Reaction”爲題發表于《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.202015571)

氫燃料電池可以直接將氫氣的化學能轉化爲電能,是理想的利用氫能的手段。HOR是氫燃料電池的陽極反應,堿性中HOR的速率通常比酸性中低1~2個數量級,闡明堿性條件下HOR的機理對于理解和提高堿性氫燃料電池的效率至關重要。由于缺乏HOR中間物種的相關信息,堿性HOR的機理一直存在很大爭議。

在該工作中,課題組合成了PtNi包金和純Pt包金納米催化劑。再利用原位電化學SERS和密度泛函理論(DFT)計算方法分別研究了PtNi合金和純Pt表面的HOR過程。獲得了HOR過程中,親氧金屬表面吸附的羟基(OHad)中間物種的直接光譜證據,並揭示了OHad在提高HOR性能的重要作用。

該工作主要由我院研究生王耀輝、王小婷、澤花姐共同完成,理論計算部分由張霞光博士完成,博後Petar Radjenovic、張月姣、董金超等參與了論文的研究工作和討論。該研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃等的資助和支持。

論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202015571

 

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