Recentemente, o periódico carro-chefe da Cell Publishing, Chem Online, publicou o mais recente progresso da pesquisa sobre o eletrocatalisador de células de combustível de baixa platina FePt-Fe3C de alto desempenho.
A aplicação comercial de células de combustível de membrana de troca de prótons é limitada pela lenta cinética de redução de oxigênio do cátodo Atualmente, a estratégia mais eficaz para melhorar a atividade catalítica de redução de oxigênio é através dos metais de transição M (Fe, Co, Ni, Cu, etc.) com metais preciosos. Regulagem de liga de Pt para otimizar a energia de ligação entre o catalisador e espécies contendo oxigênio, aumentando assim a atividade catalítica de redução de oxigênio.Estudos recentes mostraram que os catalisadores interfaciais podem fornecer outra maneira eficaz de aumentar a atividade catalítica de redução de oxigênio em relação aos catalisadores de superfície. No entanto, como projetar um catalisador de interface de alta eficiência com um novo mecanismo de aprimoramento de interface ainda é um grande desafio Devido à alta condutividade elétrica e térmica, excelente resistência mecânica, dureza, estabilidade química e resistência à corrosão, metais de transição nos últimos anos O carboneto ganha considerável atenção, criar um novo catalisador de interface ainda é um grande desafio, combinando PtM e carbonetos de metal de transição.
A fim de resolver estes problemas, Guo Shaojun, uma equipe da Escola de Engenharia da Universidade de Pequim, projetou e desenvolveu um novo tipo de PtFe-Fe em forma de haltere. 2Nanopartículas de C em forma de haltere PtFe-Fe2C nanopartículas é em forma de haltere carbonizado PtFe-Fe 3O4Obtiveram-se nanopartículas (Fig. 1a), e os testes eletroquímicos mostraram que a atividade específica e a atividade de massa do catalisador para redução de oxigênio em meio ácido alcançaram 3,53 mA cm, respectivamente. −2E 1,50 mg −1, Do que Pt / C comercial e 7,1 vezes mais elevadas do que 11,8, e tendo extremamente excelente estabilidade electroquica, submetido a 5000 ciclos de actividade do catalisador com pouca atenuação. Cálculo de time encontrado, ainda, que esta estrutura única tendo um romance mecanismo de transporte de electrões acessível de interface, mais propício para melhorar a actividade electrocatalítica reacção electrocatal�ico (Fig. 1b). esta interface mecanismos de transporte de electrões acessíveis pode ser alargado a outros sistemas de eletrocatalíticas, tais como uma evolução do hidrogénio elétrico a reacção e redução electrocatalítica de peróxido de hidrogénio. o catalisador evolução de hidrogénio num meio ácido atinge a actividade específica de 28,2 mA cm −2, Do que Pt / C comercial 2,9 vezes mais elevados, respectivamente. O catalisador com base no limite de detecção de peróxido de hidrogénio de sensores electroquímicos 2nM. A teoria de funcionamento é instrutiva para desenvolver catalisador de pilha de combustível novo e altamente eficiente de electro-catalisador, mas também para o próximo design de alto desempenho de baixo custo de geração de eletricidade estrutura catalisador fornece uma ideia nova.
Figura 1. a) Diagrama esquemático da síntese b) PtFe-
Fe 3O4Nanopartículas; c) PtFe-Fe
2Nanopartícula C d) Cálculo DFT
O trabalho realizado pela equipe em Pequim Instituto Universitário de Tecnologia Guoshao junho autor correspondente, pós-doutorado e doutorado Guoshao junho Lai Jianping para a tese de Hong Kong Universidade Politécnica Huang Bolong é co-primeiros autores. O projeto é apoiado pela National Natural Science Foundation da China, Ministério da Ciência e R & D programas se concentram em plano de pessoas Suporte para projetos.
