最近、主力ジャーナルセル、高性能、低プラチナ燃料電池用触媒のGuoshao 6月のFePt-Fe3Cインタフェース研究所の研究グループでオンライン出版の出版社CHEM最近の進歩。
プロトン化された商業的用途交換膜燃料電池は、酸素還元の遅い反応速度により制限される。現在、最も効果的な戦略は、遷移金属M(M =鉄、コバルト、ニッケル、銅等)、貴金属による酸素還元触媒活性を向上させます白金合金は、それによって酸素還元触媒活性を増強する、触媒及び酸素含有種との間の結合エネルギーを最適化するために調整。最近の研究は、触媒の表面に対して、触媒は、酸素還元の触媒活性を高めるために別の有効な方法へのインターフェースを提供することができる、ことを示していますまだどのように効率的に高めた触媒界面の新たな機構を有するインターフェースを設計することは、その高い電気及び熱伝導性の優れた機械的強度、硬度、化学的安定性及び耐食性、近年では、遷移金属依然として大きな課題であります炭化物は、触媒を組み合わせることによって、新しいインターフェイスを作成するために、かなりの注目を取得し、遷移金属炭化物PTMが大きな課題です。
これらの問題を解決するために、Guoshao 6月北京大学工科大学のチームが設計されており、新しいタイプのダンベル型のPTFE鉄を開発 2ダンベルのPTFE鉄を炭化することによりCナノ粒子。このダンベルは、PTFE-Fe2Cナノ粒子 3O4得られたナノ粒子(図1a)。電気化学的テスト3.53ミリアンペアcmになるそれぞれ、比活性及び酸性媒体中で触媒の酸素還元の質量活性ことを示しました -2そして、1.50ミリグラム -1市販のPt / Cおよび7.1倍11.8よりもより高い、および非常に優れた電気化学的安定性を有する、チームのほとんど減衰して触媒活性の5000サイクルに供した。計算は、さらに、この独特の構造は、新規を持つことを見出しました電子輸送アクセスインターフェース、電極触媒反応の電極触媒活性を向上させるために、より助長する(図1B)のメカニズムはこのインタフェースにアクセス可能電子輸送機構は、電気水素発生のような他の電気触媒システムに拡張することができます反応及び過酸化水素の電極触媒還元は、酸性媒体中で水素発生触媒は、28.2ミリアンペアcmの比活性に到達します -2市販のPt / C 2.9倍より高く、それぞれの電気化学センサ2nMの過酸化水素の検出限界に基づいて作業理論はなく、次のために、新たな高効率電気触媒、燃料電池用触媒を開発することは有益である触媒高性能、低コストの発電触媒構造設計は、新しいアイデアを提供します。
図1 a)合成の概略図b)PtFe-
Fe 3O4ナノ粒子; c)PtFe-Fe
2Cナノ粒子; d)DFT計算
技術Guoshao 6月の北京大学研究所でチームによって行われ、対応する著者、ポスドクや博士課程のGuoshao 6月ライJianping香港理工大学の黄Bolongのために仕事は論文の共同第一著者である。プロジェクトは、中国の国家自然科学基金によってサポートされ、省科学R&Dのプログラムが人々の計画に焦点を当てプロジェクトのサポート。