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Electrocatalysts development for hydrogen oxidation reaction in alkaline media:From mechanism understanding to materials design

引用

Chinese Journal of Catalysis 2021年第12期42卷 2094-2104页

作者： Yang Qiu Xiaohong Xie Wenzhen Li Yuyan Shao Pacific Northwest National Laboratory RichlandWashington 99352USA Department of Chemical&Biological Engineering Iowa State UniversityAmesIAUSA doe’s Ames Laboratory AmesIAUSA

Anion exchange membrane(AEM)fuel cells have gained great attention partially due to the advantage of using non-precious metal as ***,the reaction kinetics of hydrogen oxidation reaction(HOR)is two orders of magnitude slower in alkaline systems than in *** understand the slower kinetics of HOR in base,two major theories have been proposed,such as(1)pH dependent hydrogen binding energy as a major descriptor for HOR;and(2)bifunctional theory based on the contributions of both hydrogen and hydroxide adsorption for HOR in alkaline ***,we discuss the possible HOR mechanisms in alkaline electrolytes with the corresponding change in their Tafel *** from the traditional Tafel-Volmer and Heyrovsky-Volmer HOR mechanisms,the recently proposed hydroxide adsorption step is also discussed to illustrate the difference in HOR mechanisms in acid and *** further summarize the representative works of alkaline HOR catalyst design(e.g.,precious metals,alloy,intermetallic materials,Ni-based alloys,carbides,nitrides,etc.),and briefly describe their fundamental HOR reaction mechanism to emphasize the difference in elementary reaction steps in alkaline *** strategy of strengthening local interaction that facilitates both H2 desorption and Hads+OHads recombination is finally proposed for future HOR catalyst design in alkaline environment.

关键词： Hydrogen oxidation reaction Alkaline electrolyte Fuel cell Electrocatalyst Electrocatalysis Hydrogen and hydroxide binding energy

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