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Zusammenfassung Die unzureichende Haltbarkeit von Pt-basierten Katalysatoren und die langsamen Kinetiken der Sauerstoffreduktionsreaktion (ORR) behindern die Entwicklung von protonenleitenden Polymerbrennstoffzellen (PEMFCs) für die Kommerzialisierung. Hier wurde ein einzelnes Atom Ti-modifiziertes aktiviertes stickstoffdotiertes poröses Kohlenstoffmaterial (Ti-a-NPC) entwickelt, um die O2-Aktivierung/*OH-Entfernung durch Regulierung der Ladungsumverteilung von ultraschmalen L12-Pt3Co für effiziente und langlebige Sauerstoffreduktion zu harmonisieren. Das Ti-Einzelatom, das an der Oberfläche/ im Porenraum des Ti-a-NPC modifiziert ist, kann die Pt-basierten intermetallischen Nanopartikel (NPs) verankern, was nicht nur die ultra-feine Größe der Pt-basierten intermetallischen Verbindungen (≈2,62 nm) garantiert, sondern auch die Pt-basierten intermetallischen Verbindungen während des ORR-Prozesses aufrechterhält. Der verbesserte Katalysator (L12-Pt3Co/Ti-a-NPC) erreicht eine 11-fache Massentätigkeit (1,765 A mg Pt−1) im Vergleich zu kommerziellem Pt/C. Bemerkenswert ist, dass die Massentätigkeit des L12-Pt3Co/Ti-a-NPC nach 30.000 Zyklen beschleunigter Haltbarkeitstests nur um 3,7 % abgenommen hat, während die von kommerziellem Pt/C um 37,1 % gesunken ist. Durch theoretische Simulation rationalisiert, kann die Einführung von Ti-Atomen Ladungswege zwischen L12-Pt3Co-NPs und Ti-a-NPC bilden, die den Ladungstransfer im ORR-Prozess beschleunigen. Darüber hinaus wird die Ladung von L12-Pt3Co auf Ti-Atome akkumulieren und den Elektronentransfer von L12-Pt3Co zu den N-Atomen puffern, wodurch die Adsorptionsleistung des aktiven Zentrums für das sauerstoffhaltige Intermediat optimiert und die intrinsische Aktivität des Katalysators verbessert wird.
Wang et al. (Mon,) haben diese Frage untersucht.