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Subject: search.filters.subject.Pt-based alloy

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    以第一原理計算研究氧氣還原反應在鉑合金和鈷合金表面的活性和穩定度的趨勢
    (2017) 周宗甫; Chou, Tsung-Fu
    本論文主要以理論計算研究鉑合金及鈷合金的氧氣還原反應機制，透過第一原理計算氧氣還原反應(Oxygen Reduction Reaction)之所有中間吸附物，O*、O2*、OH*、 OOH*、H2O2*、 H2O*和H*的吸附能以及七種反應路徑，包含三個O-O斷鍵步驟和四個O-H生成反應步驟的反應能量以及活化能，並藉由計算乾淨表面以及表面吸附含氧中間產物(ORR的關鍵中間產物)的分離能量(segregation energy)，比較所設計的表面合金和其ORR反應上的穩定性。 在研究鉑合金的部分，PtSn擁有比Pt更良好的活性，相較於其他PtM合金(M= Ag,Au, Co, Cu, Pd)擁有較好的穩定性，PtSn在ORR反應上，由於其較易使吸附含氧中間產物(oxygen-containing species, OCS)吸附於表面上生成穩定產物，故可以有效率提升其ORR活性以及穩定性。 對於鈷合金表面氧氣還原反應研究，加入少量白金在鈷金屬中，可以有效改善ORR活性，此外，如果加入第三種元素金做為取代，則可以更進一步改善CoPt合金的穩定性。
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    氧氣還原反應在鉑合金表面的活性和穩定度趨勢
    (2015) 林煊培; Lin, Hsuan-Pei
    本論文針對在一系列Pt合金上氧氣還原反應(Oxygen Reduction Reaction, ORR)的反應機構、Pt合金的效率和穩定度進行理論計算和實驗。理論計算部分，我們比較氧氣還原反應在Pt-cored和 Pt-shelled結構上所有吸附物O*、O2*、OH*、 OOH*、H2O2*、 H2O*和H*的吸附能以及三個O-O斷鍵步驟和四個O-H生成反應步驟的活化能，計算結果發現Pt與小原子Co、Cu、Pd形成Pt-shelled結構以及Pt與大原子Au形成Pt-cored結構能夠提升ORR活性。此外，我們藉由計算乾淨表面以及表面吸附含氧中間產物(ORR的主要中間產物)的segregation energy，確認合金在ORR中的穩定度，根據能量計算的結果發現，小原子和大原子會分別傾向於形成Pt-shelled和Pt-scored構型，而且在ORR都很穩定，其中PtAg合金的穩定度最高。實驗部分，將Pt3M合金(M = Cu, Pd, Ag, Au)吸附在Vulcan XC-72上，探討他們氧氣還原反應的趨勢，樣品的合成是用NaBH4還原法，藉由XRD、SEM、EDS確認晶格常數和化學組成，將樣品滴在玻璃碳電極上，在酸性(0.1 M HClO4 (aq))條件下進行電化學測量，而實驗的結果與計算的一致，根據mass activity(MA)和specific activity (SA)的測量結果，氧氣還原反應的活性為Pt3Au/C > Pt3Cu/C > Pt3Pd/C > Pt3Ag/C > Pt/C。