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应变调控对PEMFC金属有机框架电极活性的影响

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质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有结构简单、能源转化率高效、产物清洁等优点,但较高的贵金属催化剂成本以及耐用性等问题阻碍了其商业化应用.采用第一性原理计算方法,构建一种氧配位的金属有机框架(MOF)模型,分别研究x方向和y方向不同应变程度对铁基MOF中心原子氧还原催化活性的影响.沿宽度y轴方向压缩应变 2%到拉伸应变 4%的范围内,应变对Fe-O-MOF的催化活性有较大的调节作用.沿金属原子结构长度x轴方向在压缩应变 2%到拉伸应变6%的范围内,应变对Fe-O-MOF的催化活性有较大的调节作用.
Effect of strain control on metal-organic frameworks electrode activity in PEMFC
Proton exchange membrane fuel(PEMFC)cells have the advantages of simple structure,efficient energy conversion rate and clean products,but the high cost and durability of precious metal catalysts hinder their commercial application.A metal-organic framework(MOF)model of oxygen coordination is constructed by first-principles calculation,the effects of different strain degrees in x and y directions on the catalytic activity of the central atom of the iron-based MOF are studied.The strain has a great regulatory effect on the catalytic activity of Fe-O-MOF in the range of 2%compressive strain to 4%tensile strain along the width y-axis.In the range of compressive strain from 2%to 6%tensile strain along the x-axis of the length of the metal atomic structure,the strain has a great regulatory effect on the catalytic activity of the Fe-O-MOF.

proton exchange membrane fuel cell(PEMFC)metal-organic framework(MOF)electrode activityoxygen reduction reaction(ORR)strain regulation

周梦硕、罗海洋、冯振、苏光

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河南工学院材料科学与工程学院,河南 新乡 453003

河南省金属材料改性技术工程技术研究中心,河南 新乡 453003

河南师范大学物理学院,河南 新乡 453007

质子交换膜燃料电池(PEMFC) 金属有机框架(MOF) 电极活性 氧还原反应(ORR) 应变调控

河南省青年自然科学基金河南省科技攻关项目河南省高等学校重点科研项目国家级大学生创新创业训练计划

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2024

10.19535/j.1001-1579.2024.03.006

电池
全国电池工业信息中心 湖南轻工研究院

电池

CSTPCD北大核心
影响因子：0.336
ISSN：1001-1579
年,卷(期)：2024.54(3)