Récemment, la revue phare de Cell Publishing, Chem Online, a publié les derniers progrès de la recherche sur l'électrocatalyseur à pile à combustible à platine bas niveau FePt-Fe3C à haute performance.
L'application commerciale des piles à combustible à membrane échangeuse de protons est limitée par la cinétique lente de réduction de l'oxygène de la cathode.La stratégie la plus efficace pour améliorer l'activité catalytique de réduction d'oxygène est les métaux de transition M (M = Fe, Co, Ni, Cu, etc.). Régulation de l'alliage Pt pour optimiser l'énergie de liaison entre le catalyseur et les espèces contenant de l'oxygène, améliorant ainsi l'activité catalytique de la réduction de l'oxygène.Les études récentes ont montré que les catalyseurs interfaciaux peuvent améliorer l'activité catalytique de la réduction de l'oxygène. Cependant, la conception d'un catalyseur d'interface à haute efficacité avec un nouveau mécanisme d'amélioration de l'interface reste un énorme défi: sa conductivité électrique et thermique élevée, son excellente résistance mécanique, sa dureté, sa stabilité chimique et sa résistance à la corrosion. Le carbure gagne beaucoup d'attention: la création d'un nouveau catalyseur d'interface est toujours un énorme défi en combinant le PtM et les carbures de métaux de transition.
Afin de résoudre ces problèmes, Guo Shaojun, une équipe de l'École d'ingénierie de l'Université de Pékin, a conçu et développé un nouveau type de PtFe-Fe en forme d'haltère. 2Nanoparticules de PtFe-Fe2C en forme d'haltère, en forme d'haltère carbonisé PtFe-Fe 3O4Des nanoparticules ont été obtenues (figure 1a) Des tests électrochimiques ont montré que l'activité spécifique et l'activité massique du catalyseur pour la réduction de l'oxygène dans les milieux acides atteignaient respectivement 3,53 mA cm. -2Et 1,50 A mg -1, Que le transport commercial Pt / C et 7,1 fois plus élevé que 11,8, et ayant une excellente stabilité électrochimique extrêmement, soumis à 5000 cycles d'activité de catalyseur avec peu d'atténuation. Calcul de l'équipe a également constaté que cette structure unique ayant un roman mécanisme d'interface de transport d'électrons accessible, plus propice à améliorer la réaction électrocatalytique activité électrocatalytique (Fig. 1b). cette interface accessible mécanismes de transport d'électrons peut être étendue à d'autres systèmes électrocatalytiques, comme un dégagement d'hydrogène électrique la réaction et la réduction électrocatalytique du peroxyde d'hydrogène. le catalyseur de dégagement d'hydrogène dans un milieu acide atteint l'activité spécifique de 28,2 mA cm -2, Que le transport commercial Pt / C 2,9 fois plus élevée, respectivement. Le catalyseur à base de limite de détection de peroxyde d'hydrogène de capteurs électrochimiques 2 nM. La théorie de travail est instructif de développer de nouvelles et très efficace catalyseur de pile à combustible électro-catalytique, mais aussi pour la prochaine conception haute performance structure de catalyseur de la production d'électricité à faible coût offre une nouvelle idée.
. Figure 1. a) schéma de synthèse; b) PTFE-
Fe 3O4Nanoparticules c) PtFe-Fe
2Nanoparticules C; d) calcul DFT
Le travail effectué par l'équipe de l'Université de Pékin Institute of Technology Guoshao juin. Auteur correspondant, post-doctoral et de doctorat Guoshao juin Lai Jianping pour la thèse de l'Université polytechnique de Hong Kong Huang Bolong est co-premiers auteurs. Le projet est soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, Ministère des sciences et des programmes de R & D se concentrent sur le plan des personnes Et autre support de projet.
