用于可持续制氢的自支撑金属基纳米膜电催化剂制造技术

技术编号:43859309 阅读:17 留言:0更新日期:2024-12-31 18:48
本发明专利技术提供一种用于制造超薄Pt纳米膜的易于实施的方法,所述超薄Pt纳米膜催化HER的成本显著低于商用Pt/C,并且与非贵金属电催化剂相当。这些Pt纳米膜由高度畸变的Pt纳米晶体组成,并且展现出异质弹性应变场,在常规晶体中很少见到的特性。与各种形式的Pt电催化剂,包含Pt/C、Pt箔和许多Pt单原子或单簇催化剂相比,此独特特征产生了显著更高的电催化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及材料科学领域。更具体地,本专利技术涉及作为超高效但低成本的高度畸变的铂(pt)纳米膜催化剂。


技术介绍

1、近年来,人们对可持续经济的追求越来越高,并且电化学水电解/分解技术作为一种极具吸引力的方法,引起了广泛关注。这种方法包含了如动力学快速和氢气纯度高等优点。通过将水分子分解成氢气和氧气,电化学水电解为氢能源生产提供了一种环保且可再生的方法,减少了对传统能源的依赖,并且具有环境友好型。

2、然而,尽管所述电化学水电解具有巨大的潜力,但缺乏经济高效且稳定的催化剂一直是制约其发展的关键因素。催化剂在电化学水电解中起着至关重要的作用。催化剂可以降低能源需求,提高反应速率并且改善化学反应的选择性,由此实现更高效的水电解过程。铂(pt)因其合适的结合能而被誉为用于析氢反应(her)的最佳催化剂之一。铂展现出优异的特征,包含低过电位和高电流密度。然而,pt的稀缺性和高成本限制了其广泛应用。

3、迄今为止,为了最大化pt的催化潜力,已经开发出了各种合成策略,如湿化学方法和原子层沉积(ald)。例如,tiwari等人1按照涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于可持续制氢的自支撑金属基纳米膜电催化剂,其特征在于,所述自支撑金属基纳米膜电催化剂包括具有晶格膨胀的一个或多个金属纳米晶体,其中所述一个或多个金属纳米晶体包括高度畸变的异质纳米结构,所述一个或多个金属纳米晶体通过纳米级无定形碳界面接合在一起,并且在所述自支撑金属基纳米膜电催化剂中诱导晶格畸变和异质应变,以增强析氢反应性能。

2.根据权利要求1所述的自支撑金属基纳米膜电催化剂,其中所述自支撑金属基纳米膜自支撑金属基纳米膜展示出局部电导率的异质分布,所述自支撑金属基纳米膜的特征在于高导电性纳米畴被导电性较低的区包围。

3.根据权利要求1所述的自支撑金属基纳...

【技术特征摘要】

1.一种用于可持续制氢的自支撑金属基纳米膜电催化剂,其特征在于,所述自支撑金属基纳米膜电催化剂包括具有晶格膨胀的一个或多个金属纳米晶体,其中所述一个或多个金属纳米晶体包括高度畸变的异质纳米结构,所述一个或多个金属纳米晶体通过纳米级无定形碳界面接合在一起,并且在所述自支撑金属基纳米膜电催化剂中诱导晶格畸变和异质应变,以增强析氢反应性能。

2.根据权利要求1所述的自支撑金属基纳米膜电催化剂,其中所述自支撑金属基纳米膜自支撑金属基纳米膜展示出局部电导率的异质分布,所述自支撑金属基纳米膜的特征在于高导电性纳米畴被导电性较低的区包围。

3.根据权利要求1所述的自支撑金属基纳米膜电催化剂,其中所述高度畸变的异质纳米结构包括fcc纳米晶体和位于fcc纳米晶体簇之间的无定形区。

4.根据权利要求1所述的自支撑金属基纳米膜电催化剂,其中所述金属选自金、铂、银、钛、钯、钌、铱或其它高熵合金、或其组合。

5.根据权利要求1所述的自支撑金属基纳米膜电催化剂,其中所述自支撑金属基纳米膜电催化剂包括20-80at%的铂、10-50at%的碳和1-30at%的氧。

6.根据权利要求1所述的自支撑金属基纳米膜电催化剂,其中所述自支撑金属基纳米膜电催化剂的厚度在1纳米至30纳米的范围内。

7.根据权利要求1所述的自支撑金属基纳米膜电催化剂,其中所述一个或多个金属...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨勇高翔滕云朴民赫
申请(专利权)人:香港城市大学
类型:发明
国别省市:

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