최근 Cell Publishing의 주력 저널 인 Chem Online은 고성능 FePt-Fe3C 인터페이스 저 백금 연료 전지 전극 촉매에 관한 최신 연구 결과를 발표했습니다.
양성자 상업용 교환막 연료 전지는 산소 환원의 느린 반응 속도에 의해 제한된다. 현재, 가장 효과적인 전략은 전이 금속 M (M = FE, 공동 (Ni), 구리 (Cu) 등), 귀금속에 의한 산소 환원 촉매 활성을 향상시키기 백금 합금함으로써, 산소 환원 촉매 활성 향상, 촉매 및 산소 - 함유 종 사이의 결합 에너지를 최적화하도록 조정. 최근 연구는 촉매의 표면에 대하여, 촉매는 산소 환원 촉매 활성을 향상시키는 또 하나의 효과적인 방법에 대한 인터페이스를 제공 할 수 있음을 보여 그러나 새로운 계면 향상 메커니즘으로 고효율 인터페이스 촉매를 설계하는 방법은 여전히 큰 도전 과제입니다. 높은 전기 및 열 전도성, 우수한 기계적 강도, 경도, 화학적 안정성 및 내식성 때문에 최근 몇 년 동안 전이 금속 탄화물은 상당한 관심을 얻습니다. 새로운 계면 촉매를 만드는 것은 PtM과 전이 금속 탄화물을 결합하여 여전히 큰 도전입니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 베이징 대학 공과 대학의 Guo Shaojun은 새로운 유형의 덤벨 모양의 PtFe-Fe를 설계하고 개발했습니다. 2C 나노 입자를 포함한다.이 덤벨 형태의 PtFe-Fe2C 나노 입자는 탄화 된 덤벨 형태의 PtFe-Fe 3O4나노 입자가 얻어졌다 (도 1a). 전기 화학적 시험은 산성 매질에서의 산소 감소에 대한 촉매의 비 활동 및 질량 활성이 각각 3.53 mA cm에 이른 것을 보여 주었다. -2그리고 1.50 A mg -1작은 감쇠. 팀의 계산 촉매 활성의 5000 사이클 실시 상업용 백금 / C 및 11.8보다 7.1 배, 및 매우 우수한 전기 화학적 안정성을 갖는보다 더 독특한 구조를 갖는 신규 한 것으로 전자 수송 액세스 인터페이스의 전기 촉매 반응에 전기 활성 향상에 더 도움 (.도 1B)의기구.이 인터페이스 액세스 전자 수송 메커니즘은 그러한 전기 수소 진화와 같은 다른 전기 촉매 시스템으로 확장 될 수있다 반응 및 과산화수소 전기 촉매 적 환원 산성 매질에서의 수소 발생에 대한 촉매의 비 활동은 28.2 mA cm에 이르렀다. -2상업용 백금 / C 2.9 배 이상 각각. 전기 화학 센서 50 ㎚의 과산화수소 검출 한계에 기초. 작동 이론은 또한 다음을위한 새로운 고효율 전기 촉매 연료 전지 촉매 개발에 유익하다 촉매 고성능 저비용 전기 촉매 세대의 구조 설계는 새로운 아이디어를 제공합니다.
그림 1. a) 합성의 개략도 b) PtFe-
Fe 3O4나노 입자들; c) PtFe-Fe
2C 나노 입자, d) DFT 계산
기술 Guoshao 06 월 북경 대학 연구소 팀에 의해 수행 작업. 교신 저자, 박사 및 박사 Guoshao 6월 라이 Jianping 홍콩 폴리 테크닉 대학 황 Bolong 논문에 대한 공동 첫번째 저자이다.이 프로젝트는 국립 자연 과학 중국의 기초 과학 기술부 및 R & D 지원하는 프로그램이 사람들의 계획에 초점 그리고 다른 프로젝트 지원.