Recentemente, la rivista principale di Cell Publishing Chem Online ha pubblicato gli ultimi progressi della ricerca sull'elettrocatalizzatore a celle a combustibile a basso platino con interfaccia FePt-Fe3C ad alte prestazioni.
L'applicazione commerciale delle celle a combustibile a membrana a scambio protonico è limitata dalla cinetica di riduzione dell'ossigeno del catodo. Attualmente, la strategia più efficace per migliorare l'attività catalitica della riduzione dell'ossigeno è attraverso metalli di transizione M (M = Fe, Co, Ni, Cu, ecc.) Con metalli preziosi. Regolazione della lega Pt per ottimizzare l'energia di legame tra il catalizzatore e le specie contenenti ossigeno, migliorando così l'attività catalitica della riduzione dell'ossigeno.Studi recenti hanno dimostrato che i catalizzatori interfacciali possono fornire un altro modo efficace per migliorare l'attività catalitica della riduzione dell'ossigeno rispetto ai catalizzatori di superficie. Tuttavia, come progettare un catalizzatore di interfaccia ad alta efficienza con un nuovo meccanismo di miglioramento dell'interfaccia è ancora una sfida enorme. Grazie alla sua elevata conduttività elettrica e termica, eccellente resistenza meccanica, durezza, stabilità chimica e resistenza alla corrosione, metalli di transizione negli ultimi anni Il carburo acquisisce una notevole attenzione e la creazione di un nuovo catalizzatore di interfaccia rappresenta ancora una sfida enorme combinando PtM e carburi di metalli di transizione.
Per risolvere questi problemi, Guo Shaojun, un team della Scuola di ingegneria dell'Università di Pechino, ha progettato e sviluppato un nuovo tipo di PtFe-Fe a forma di manubrio. 2Nanoparticelle C. Questa nanoparticella PtFe-Fe2C a forma di manubrio è PtFe-Fe carbonizzata a forma di manubrio 3O4Sono state ottenute nanoparticelle (Fig. 1a). I test elettrochimici hanno dimostrato che l'attività specifica e l'attività di massa del catalizzatore per la riduzione dell'ossigeno nei terreni acidi hanno raggiunto rispettivamente 3,53 mA cm. -2E 1,50 A mg -1, Che commerciali Pt / C e 7,1 volte superiore 11.8, e presentante estremamente eccellente stabilità elettrochimica, sottoposto a 5000 cicli di attività catalizzatore con poca attenuazione. Calcolo della squadra constatato inoltre che questa struttura unica avente un romanzo meccanismo di trasporto degli elettroni un'interfaccia accessibile, più favorevole per migliorare l'attività elettrocatalitica reazione elettrocatalitico (fig. 1b). questa interfaccia accessibili meccanismi di trasporto di elettroni può essere estesa ad altri sistemi elettrocatalitici, come un'evoluzione di idrogeno elettrico la reazione e la riduzione elettrocatalitico di perossido di idrogeno. catalizzatore sviluppo di idrogeno in un mezzo acido raggiunge l'attività specifica di 28,2 mA cm -2, Che Pt / C 2,9 volte superiori commerciali, rispettivamente. Il catalizzatore riferiscono al limite di rivelazione di perossido di idrogeno di sensori elettrochimici 2Nm. La teoria di lavoro è istruttivo sviluppare innovativo ed estremamente efficace catalizzatore di celle a combustibile elettro-catalitica, ma anche per il prossimo La progettazione strutturale di una generazione di elettrocatalizzatori a basso costo ad alte prestazioni offre nuove idee.
Figura 1. a) Schema schematico di sintesi; b) PtFe-
Fe 3O4Nanoparticelle; c) PtFe-Fe
2Nanoparticella C; d) calcolo DFT
Il lavoro svolto dal team di Peking University Institute of Technology Guoshao giugno corrispondente autore, post-dottorato e di laurea Guoshao giugno Lai Jianping per la tesi di Hong Kong Polytechnic University Huang Bolong è co-primi autori. Il progetto è sostenuto dalla National Science Foundation naturali della Cina, Ministero della Scienza e della R & S programmi si concentrano su piano di persone E altro supporto al progetto.
