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Rh-Cu alloy nano-dendrites with enhanced electrocatalytic ethanol oxidation activity

Journal of Energy Chemistry 2023年第7期82卷 343-349,I0008页

作者： Di Liu Zhejiaji Zhu Jiani Li Li-Wei Chen Hui-Zi Huang Xiao-Ting Jing An-Xiang Yin Ministry of Education Key Laboratory of Cluster Science Beijing Key Laboratory of Photoelectronic/Electrophotonic Conversion MaterialsAdvanced Technology Research Institute(Jinan)School of Chemistry and Chemical EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing 100081China

The application of direct ethanol fuel cell(DEFC)has been bottlenecked by the sluggish ethanol oxidation reaction(EOR).Efficient electrocatalysts for the C-C bond cleavage are essential to promote EOR with high efficiency and C1 selectivity.Here,we prepared Rh-Cu alloy nano-dendrites(RhCu NDs)with abundant surface steps through controlled co-reduction,which exhibited significantly enhanced activity and C1 selectivity(0.47 m A cm_((ECSA))^(-2),472.4 mA mg_(Rh)^(-1),and 38.9%)than Rh NDs(0.32 mA cm((ECSA))-2,322.1 mA mgRh-1,and 21.4%)and commercially available Rh/C(0.18 mA cm_((ECSA))^(-2),265.4 mA mg_(Rh)^(-1),and 14.9%).Theoretical calculations and CO-stripping experiments revealed that alloying with Cu could modulate the surface electronic structures of Rh to resist CO-poisoning while strengthening ethanol adsorption.In situ Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR)indicated that the surface steps on RhCu NDs further promoted the C-C bond cleavage to increase the C1 selectivity.Therefore,optimizing the surface geometric and electronic structures of nanocrystals by rational composition and morphology control can provide a promising strategy for developing practical DEFC devices.

关键词： Rh-Cu alloy nano-dendrites Electrocatalysis Ethanol oxidation reaction In situ FTIR

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