单原子铂/金属氮化物/氮掺杂石墨烯二维三层结构电催化剂的构筑及其多活性位催化增强效应研究

基本信息
批准号:21865019
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:40.00
负责人:柴占丽
学科分类:
依托单位:内蒙古大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵彦宏,魏航,温晓茹,寇鑫,王芳,毕希,白萍,张彩霞
关键词:
单原子铂二维三层结构多活性位醇类燃料电池电催化
结项摘要

To overcome the problems of low platinum electrocatalyst of alcohol fuel cell, such as few active sites, poor stability, weak CO resistance, low oxygen reduction efficiency and so on, this project will introduce single-atom Pt as active subject, and design of single-atom Pt/metal nitride/N doped graphene two-dimensional three-layer structure catalyst from two angles of multiple active sites superposition and simple preparation of graphene based catalyst. This structural catalyst is not only highly stable and highly conductive, but also has multiple types of high density active sites. Accordingly, it is expected that the excellent electrocatalytic performances of alcohol oxidation and oxygen reduction can be achieved, respectively, by adjusting the type of metal nitride in the catalyst. This project will focus on the construction of the two-dimensional three-layer structure of the catalyst, and explore the dependencies of structure-composition-performance. Alcohol oxidation and oxygen reduction are used as catalytic models, respectively, and the catalytic activity, CO tolerance ability and durability are systematically studied. Based on density functional theory calculation, enhancement mechanism on electrocatalytic activity due to the combination of multi-type active sites will be systematical expatiation. The catalytic performance of the catalyst would be further improved, in order to promote the practical application of low platinum catalyst in alcohol fuel cell.

本项目针对醇类燃料电池低铂催化剂存在的活性位少、稳定性差、抗毒性弱、氧还原效率低等问题,拟引入单原子铂作为催化剂活性主体,从多活性位叠加和简单工艺制备石墨烯基催化剂两个角度出发,设计单原子铂/金属氮化物/氮掺杂石墨烯二维三层结构催化剂。该结构催化剂不仅具有高稳定性和高电导,同时拥有多类型的高密度活性位点。由此预计通过调节该类催化剂中金属氮化物的类型,能够分别实现优异的醇氧化和氧还原电催化性能。项目将重点研究催化剂的二维三层结构的构筑方法,探索其结构-组成-性能的依赖关系。分别以醇氧化和氧还原为催化模型,系统研究催化剂的催化活性、抗毒性和耐久性等性能;并结合密度泛函理论计算,系统阐述多类型活性位点组合对电催化性能的增强机制;进一步提升该催化剂的电催化性能,推进低铂电催化剂在醇类燃料电池上的实际应用。

项目摘要

针对醇类燃料电池低铂催化剂存在的活性位少、稳定性差、抗毒性弱、氧还原效率低等问题,本项目设计合成了铂纳米颗粒/金属氮化物/氮掺杂石墨烯二维三层结构电催化剂,通过Pt、过渡金属氮化物、N掺杂石墨烯等活性位的叠加效应提高催化剂的导电性、稳定性和催化活性。并通过调节金属氮化物的类型(TiN,Nb4N5,TaON),分别实现了优异的醇氧化和氧还原电催化性能。项目重点研究了催化剂的二维三层结构的构筑方法,探索了其结构-组成-性能的依赖关系。并分别以醇氧化和氧还原为催化模型,系统研究了催化剂的催化活性、抗毒性、耐久性和选择性等性能;并结合密度泛函理论计算,阐述了多类型活性位点组合对电催化性能的增强机制。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
3

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
4

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
5

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

DOI:
发表时间:

柴占丽的其他基金

相似国自然基金

1

单原子@金属氧化物@石墨烯催化剂的构筑及其催化加氢选择性的调变

批准号:21773053
批准年份:2017
负责人:高勇军
学科分类:B0202
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
2

氮掺杂寡层石墨烯包覆纳米铜催化剂的构筑及其性能研究

批准号:21808154
批准年份:2018
负责人:赵金仙
学科分类:B0815
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

少层数多活性位边缘MoS2与石墨烯(包括氮-掺杂石墨烯)复合纳米材料制备及其作为高效低成本制氢催化剂的应用

批准号:21473156
批准年份:2014
负责人:陈卫祥
学科分类:B0205
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

定向构筑过渡金属氮化物(TiN,CoxN)/氮掺杂碳复合催化剂及其氧还原氧析出机理研究

批准号:51802134
批准年份:2018
负责人:韩丽娜
学科分类:E0208
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目