Frustrated Lewis pair engineering on ceria to improve methanol oxidation activity of Pt for direct methanol fuel cell applications
Frustrated Lewis pair engineering on ceria to improve methanol oxidation activity of Pt for direct methanol fuel cell applications
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二氧化铈上的受阻路易斯对工程可提高直接甲醇燃料电池应用中 Pt 的甲醇氧化活性
DOI：
10.1016/j.ijhydene.2022.11.188
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发表时间：
2022-12
影响因子：
7.2
通讯作者：
Cai Weiwei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xu Guodong;Lei Yun;Wu Keyu;Lv Rongguan;Li Jing;Sun Xiujuan;Cai Weiwei
由于甲醇阳极氧化反应（莫尔）对贵金属铂基催化剂的依赖性强，且铂的性能不理想，严重阻碍了直接甲醇燃料电池（DMFC）技术的实际应用。因此，提高铂的利用率和催化莫尔还原的性能是直接甲醇燃料电池的当务之急。在这项工作中，CeO 2是通过等离子体-磷酸化组合策略修饰的，并被邀请作为受抑的刘易斯对来帮助催化莫尔还原过程。同时，等离子体-磷化复合技术在CeO 2表面形成了带负电荷的Pt锚定中心，促进了Pt纳米晶的均匀分散。此外，该策略还影响了CeO 2表面的Ce 3 +/Ce 4+比和空位氧比，这对吸附OH的生成和抗CO中毒能力至关重要，从而提高了Pt的莫尔还原催化活性。因此，DMFC装置表现出ca。与商业Pt/C基DMFC相比，最大功率密度提高30%。
Practical application of direct methanol fuel cell (DMFC) technology is greatly hindered by the strong dependence of anodic methanol oxidation reaction (MOR) on precious Pt based catalyst and the unsatisfying performance of Pt. Therefore, increasing the utilization and the catalytic performance of Pt toward MOR in DMFC is urgent. Here in this work, CeO2is modifiedviaa plasma-phosphating combing strategy and is invited as Frustrated Lewis Pair to assist the catalytic MOR process on Pt sites. Simultaneously, the plasma-phosphating combing strategy leads to negatively charged sites on CeO2surface, which can be functioned as host for Pt anchoring, facilitating the even dispersion of Pt nanocrystals. Besides, this strategy also has an effect on the Ce3+/Ce4+ratio and vacancy oxygen ratio on CeO2surface, which are critical to the adsorbed OH generation and anti-CO poisoning ability, thus boosting the MOR catalytic activity of Pt. DMFC device therefore exhibits ca. 30% maximum power density enhancement compared with the commercial Pt/C based DMFC.
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