Ru掺杂Co3O4氧还原性能的第一性原理研究文献综述

 2022-01-02 04:01

全文总字数:2497字

文献综述

一、研究背景环境污染与能源枯竭是当代人类可持续发展面临的两个重大问题,开发清洁能源势在必行且任重道远。

燃料电池作为一种清洁能源,受到研究者的广泛青睐。

然而,其阴极缓慢的氧还原反应(ORR)动力学极大地制约了电池整体性能的发挥[1]。

一些贵金属如铂、钌等虽然具有很好的ORR催化性能,但它们资源稀缺、价格昂贵,大大提高了燃料电池的成本,限制了燃料电池的大规模应用。

因此,寻找资源丰富、价格低廉、性能良好的ORR电催化剂成为燃料电池领域的重要研究方向[2]。

虽然研究者已长期致力于ORR催化剂的设计与研究,但开发价格低廉、稳定性好,同时催化性能好的ORR催化剂仍任重道远。

众所周知,ORR和OER的催化活性由相关物种(OH-和O2等)在电催化剂表面的化学吸附率决定[3]。

两种不同化合物之间通过构建异质结构产生强烈的相互作用,可以促进界面电子的传输,使电子结构发生改变,从而加速OH-和O2的化学吸附,提高ORR和OER的动力学[4]。

目前以铂为首的贵金属催化剂、金属氧化物、杂原子掺杂的复合材料等为主,然而,铂等金属的价格和储量、金属氧化物的不稳定性、复合材料的催化效率都是制约燃料电池性能和经济效益的因[5]。

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