Kürzlich veröffentlichte Cell Publishing's Flaggschiff-Journal Chem Online den neuesten Fortschritt der Forschung an dem hochleistungsfähigen FePt-Fe3C-Interface-Platin-Brennstoffzellen-Elektrokatalysator.
Die kommerzielle Anwendung von Protonenaustauschmembranbrennstoffzellenist durch die langsame Sauerstoffreduktionskinetik der Kathode begrenzt.Zuerst ist die effektivste Strategie zur Verbesserung der katalytischen Aktivitätder Sauerstoffreduktion durch Übergangsmetalle M (M = Fe, Co, Ni, Cu usw.) mit Edelmetallen. Pt-Legierungsregulierung zur Optimierung der Bindungsenergie zwischen Katalysator und sauerstoffhaltigen Spezies, wodurch die katalytische Aktivität der Sauerstoffreduktion verbessert wird Kürzlich durchgeführte Studien haben gezeigt, dass Grenzflächenkatalysatoren einen weiteren wirksamen Weg zur Verbesserung der katalytischen Aktivität der Sauerstoffreduktion im Vergleich zu Oberflächenkatalysatoren bieten. Allerdings stellt die Entwicklung eines hocheffizienten Grenzflächenkatalysators mit einem neuen Grenzflächenverstärkungsmechanismus eine große Herausforderung dar. Aufgrund seiner hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit, ausgezeichneten mechanischen Festigkeit, Härte, chemischen Stabilität und Korrosionsbeständigkeit wurden in den letzten Jahren Übergangsmetalle entwickelt Carbide gewinnt an Aufmerksamkeit, denn die Kombination von PtM und Übergangsmetallkarbiden stellt immer noch eine große Herausforderung für die Herstellung eines neuen Grenzflächenkatalysators dar.
Um diese Probleme zu lösen, entwarf und entwickelte Guo Shaojun, ein Team der Peking University School of Engineering, eine neue Art von hantelförmigem PtFe-Fe. 2C-Nanopartikel: Dieser hantelförmige PtFe-Fe2C-Nanopartikel ist carbonisiertes hantelförmiges PtFe-Fe 3O4Nanopartikel wurden erhalten (Fig. 1a) .Elektrochemische Tests zeigten, dass die spezifische Aktivität und Massenaktivitätdes Katalysators zur Sauerstoffreduktion in sauren Medien jeweils 3,53 mAcm erreichten. -2Und 1,50 A mg -1, Mit Ausnahme von kommerziellen Pt / C und 7,1-mal höher als 11,8, und extrem ausgezeichnete elektrochemische Stabilität, bis 5000 Zyklen der Katalysatoraktivität mit geringer Dämpfung unterzogen. Der Berechnung der Mannschaft fand ferner, dass diese einzigartige Struktur einen Roman mit Mechanismus des Elektronentransport zugänglicher Schnittstelle, förderlicher die elektrokatalytische Reaktion elektrokatalytischer Aktivität (Fig. 1b). Diese Schnittstelle zugänglich Elektronentransportmechanismen zu anderen elektrokatalytischen Systemen erweitert können zu verbessern, wie beispielsweise eine elektrische Wasserstoffentwicklung die Reaktion und die elektrokatalytische Reduktion von Wasserstoffperoxid. der Wasserstoffentwicklungskatalysator in einem sauren Medium erreichen die spezifische Aktivität von 28,2 mA cm -2, Mit Ausnahme von kommerziellen Pt / C 2,9-mal höher ist. Der Katalysator auf Basis von Wasserstoffperoxid Nachweisgrenze von elektrochemischen Sensoren 2 nM. Die Arbeitstheorie lehrreich ist es, neuen und hocheffiziente elektrokatalytische Brennstoffzellen-Katalysator zu entwickeln, sondern auch für die nächsten High-Performance Low-Cost-Stromproduktion Katalysatorstruktur-Design bietet eine neue Idee.
Fig. 1 a) Syntheseschema; b) PTFE-
Fe 3O4Nanopartikel; c) PtFe-Fe
2C-Nanopartikel; d) DFT-Berechnung
Die Arbeit, die das Team getan an der Universität Peking Institute of Technology Guoshao Juni. Entsprechende Autor, Postdoc und Doktor Guoshao Juni Lai Jianping für die Hong Kong Polytechnic University Huang Bolong These ist Co-Autoren erste. Das Projekt wird von National Natural Science Foundation of China, Ministerium für Wissenschaft und F & E-Programme auf die Menschen Plan konzentrieren unterstützt wird Und andere Projektunterstützung.
