Pd基金属间化合物及其表面结构调控对直接甲醇燃料电池阴极氧还原活性和耐久性的影响

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21503262
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0205.电化学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31
  • 项目参与者:
    汪聪敏; 王国樑; 汪保国; 黄庆红;
  • 关键词:

项目摘要

The development of non/low-Pt cathode catalysts with high catalytic activity, long-term durability and high methanol tolerance for direct methanol fuel cell is current research focus. This proposal will focus on the development of palladium based intermetallic compounds and their modified surface layer as methanol tolerant oxygen reduction reaction (ORR) catalysts due to the good structural stability and relatively low cost of palladium based intermetallic compounds. Research efforts include: (1) to prepare different Pd based intermetallic compounds; (2) to explore the effect of composition, structure and morphology on both activity and durability of the catalysts; (3) to elucidate the lattice matching, electronic effect and ligand effect between the shell and Pd based intermetallic compound on the mechanism of improvement for activity and durability. Research emphasis will be placed on the exploration of the effects of the interaction between Pd based intermetallic core and modified shell to elucidate the relationships between the structure and performance of the catalysts and to design a new durable catalyst for the DMFCs.
非/低Pt,具有高催化活性和长耐久性,抗甲醇的纳米电催化剂是直接甲醇燃料电池阴极催化剂的研究热点。借助Pd基金属间化合物良好的结构稳定性和相对低的成本,项目提出开展Pd基金属间化合物作为抗甲醇氧还原电催化剂的研究,重点研究金属间化合物制备方法、组成、结构和形貌对催化剂活性和耐久性的影响规律。同时通过Pd基金属间化合物非金属元素掺杂和表面富Pt调控其表层结构,探索Pd基金属间化合物内核与表层的晶格匹配,以及催化剂的电子效应和配体效应等对氧还原催化活性和耐久性提高的机制,阐明Pd基金属间化合物及其表面结构调控催化剂结构与活性和耐久性间的“构~效”关系,丰富有关电催化理论。

结项摘要

直接甲醇燃料电池作为一种清洁、高效的新能源,在便携式移动电源上具有广阔的应用前景,但阳极甲醇容易渗透到阴极,在阴极产生过电位,降低电池性能。理想的直接甲醇燃料电池催化剂是非/低Pt,具有高催化活性和长耐久性,抗甲醇等特性。本课题借助Pd基金属间化合物良好的结构稳定性和对甲醇催化氧化基本无活性,开展了Pd基金属间化合物作为抗甲醇氧还原电催化剂的研究,通过一步法在无表面活性剂、低温条件下制备了Pd2Sn金属间化合物,发现其电催化活性相比于Pd催化剂明显提高,但比铂催化剂略低;进一步地通过Co掺杂的Pd2Sn金属间化合物,发现掺杂以后金属间化合物的晶格收缩和电子结构发生变化,其氧还原活性是铂碳催化剂的2.1倍,且其耐久性明显提升;另外通过对Pd基催化剂表面富Pt调控其表层结构增强其氧还原性能,其电催化活性是铂催化剂的1~3倍,铂的利用率提高到5~10倍,并且耐久性也显著提升。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Low temperature and surfactant-free synthesis of Pd2Sn intermetallic nanoparticles for ethanol electro-oxidation
低温无表面活性剂合成用于乙醇电氧化的 Pd2Sn 金属间纳米粒子
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2016.10.094
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Electrochimica Acta
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Wang Congmin;Wu Yurong;Wang Xin;Zou Liangliang;Zou Zhiqing;Yang Hui
  • 通讯作者:
    Yang Hui
Lattice Contracted Ordered Intermetallic Core-Shell PtCo@Pt Nanoparticles: Synthesis, Structure and Origin for Enhanced Oxygen Reduction Reaction
晶格收缩有序金属间化合物核壳PtCo@Pt纳米颗粒:增强氧还原反应的合成、结构和起源
  • DOI:
    10.1149/2.0851706jes
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of the Electrochemical Society
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Yang Wenhua;Zou Liangliang;Huang Qinghong;Zou Zhiqing;Hu Yemin;Yang Hui
  • 通讯作者:
    Yang Hui
Boosting Charge Separation and Transfer by Plasmon-Enhanced MoS2/BiVO4 p-n Heterojunction Composite for Efficient Photoelectrochemical Water Splitting
通过等离子增强型 MoS2/BiVO4 p-n 异质结复合材料促进电荷分离和转移,实现高效光电化学水分解
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.8b00170
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Pan Qingguang;Zhang Chi;Xiong Yunjie;Mi Qixi;Li Dongdong;Zou Liangliang;Huang Qinghong;Zou Zhiqing;Yang Hui
  • 通讯作者:
    Yang Hui
Boosting electrocatalytic activities of plasmonic metallic nanostructures by tuning the kinetic pre-exponential factor
通过调整动力学指前因子提高等离激元金属纳米结构的电催化活性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Catalysis
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Yunjie Xiong;Mingjun Ren;Dongdong Li;Bolin Lin;Liangliang Zou;Yanshan Wang;Haifeng Zheng;Zhiqing Zou;Yi Zhou;Yihong Ding;Zhongyang Wang;Liming Dai;Hui Yang
  • 通讯作者:
    Hui Yang
超细Pd纳米线表层富Pt作为耐久性氧还原催化剂的研究
  • DOI:
    10.13208/j.electrochem.170113
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    电化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王新;熊云杰;邹亮亮;黄庆红;邹志青;杨辉
  • 通讯作者:
    杨辉

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其他文献

包覆氮化铁的Fe,N掺杂碳纳米纤维的制备及对氧还原反应的催化性能
  • DOI:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    杨辉
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同轴静电纺丝可控合成氮化钛纳米管及其作为氧还原反应电催化剂的持久支撑体的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李金光;刘雪美;邹亮亮;尹然光;杨 坤;苑进
  • 通讯作者:
    苑进

其他文献

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邹亮亮的其他基金

过渡金属与氮共掺杂碳材料电子和几何结构调控及对CO2还原活性及选择性影响规律
  • 批准号:
    21872165
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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