Sub‐Monolayer YOx/MoOx on Ultrathin Pt Nanowires Boosts Alcohol Oxidation Electrocatalysis

电催化剂 单层 材料科学 乙二醇 酒精氧化 纳米线 甲醇 催化作用 傅里叶变换红外光谱 纳米技术 化学工程 电化学 无机化学 物理化学 化学 有机化学 电极 工程类
作者
Menggang Li,Zhonglong Zhao,Weiyu Zhang,Mingchuan Luo,Tao Lü,Yingjun Sun,Zhonghong Xia,Yuguang Chao,Kun Yin,Qinghua Zhang,Lin Gu,Weiwei Yang,Yongsheng Yu,Gang Lü,Shaojun Guo
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (41) 被引量:125
标识
DOI:10.1002/adma.202103762
摘要

Abstract A crucial issue restricting the application of direct alcohol fuel cells (DAFCs) is the low activity of Pt‐based electrocatalysts for alcohol oxidation reaction caused by the reaction intermediate (CO*) poisoning. Herein, a new strategy is demonstrated for making a class of sub‐monolayer YO x /MoO x ‐surface co‐decorated ultrathin platinum nanowires (YO x /MoO x –Pt NWs) to effectively eliminate the CO poisoning for enhancing methanol oxidation electrocatalysis. By adjusting the amounts of YO x and MoO x decorated on the surface of ultrathin Pt NWs, the optimized 22% YO x /MoO x –Pt NWs achieve a high specific activity of 3.35 mA cm −2 and a mass activity of 2.10 A mg Pt −1 , as well as the enhanced stability. In situ Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and CO stripping studies confirm the contribution of YO x and MoO x to anti‐CO poisoning ability of the NWs. Density functional theory (DFT) calculations further reveal that the surface Y and Mo atoms with oxidation states allow COOH* to bind the surface through both the carbon and oxygen atoms, which can lower the free energy barriers for the oxidation of CO* into COOH*. The optimal NWs also show the superior activities toward the electro‐oxidation of ethanol, ethylene glycol, and glycerol.
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