Nano Lab

연구실 소개

음극에서의 산소 환원 반응(ORR)의 느린 반응 속도와 제한된 내구성은 양성자 교환막 연료 전지(PEMFC)의 광범위한 배치를 가로막는 주요 장벽으로 남아 있습니다. 본 연구에서는 삼원 L1 2 규칙화된 Pt 3 (Co,Mn) 1 금속간 나노입자를 구성하기 위한 저온 계면 공학 전략을 소개합니다. Pt 3 Co1 코어의 등각 MnO 쉘은 입자 합체를 억제할 뿐만 아니라 산화환원 활성화를 거쳐 무질서-정렬 전이를 시작하는 계면 산소 공극을 생성합니다. 열 활성화 동안, 이러한 공극은 코어@쉘 계면을 가로지르는 Co-Mn 원자 교환을 매개하여, 질서 있는 프레임워크를 협력적으로 안정화하는 계면 Co-O 및 격자 내 Pt-Mn 결합을 형성합니다. 이 산소 공극 구동 계면 진화는 Pt 전자 구조를 재구성하여 d-밴드 중심을 하향 이동시키고, Pt 활성 부위의 전자 밀도를 풍부하게 하며, 산소 중간체 흡착을 최적화합니다. 결과적으로 촉매는 높은 고유 ORR 활성과 확장된 가속 사이클링에 대한 탁월한 내구성을 나타냅니다. 실제 막-전극 어셈블리에 구현되었을 때, 정격 전력 밀도와 내구성 모두에서 미국 에너지부(DOE) 2025 PEMFC 벤치마크를 능가하여 실제 연료 전지 응용 분야에서의 가능성을 보여줍니다. 더 광범위하게는, 본 연구는 복잡한 다금속 전기 촉매에서 원자 정렬 및 전자 구조를 지시하기 위한 일반적인 패러다임으로서 산화환원 활성, 구속 매개 계면 공학을 확립합니다.