เมื่อเร็ว ๆ นี้วารสารมือถือเรือธงตีพิมพ์เผยแพร่ออนไลน์ Chem ความคืบหน้าล่าสุดในกลุ่มวิจัยของสถาบันของอินเตอร์เฟซ Guoshao มิถุนายน FePt-Fe3C บนที่มีประสิทธิภาพสูงต่ำทองคำขาวตัวเร่งปฏิกิริยาเซลล์เชื้อเพลิง
ใช้งานเชิงพาณิชย์เซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแผ่นแลกเปลี่ยนโปรตอนจะถูก จำกัด โดยจลนศาสตร์ช้าของการลดออกซิเจน. ปัจจุบันกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการปรับปรุงกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาลดออกซิเจนโดย M โลหะทรานซิ (M = Fe, Co, Ni, Cu, ฯลฯ ) และโลหะมีเกียรติ Pt ผสมควบคุมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานพันธะระหว่างตัวเร่งปฏิกิริยาและออกซิเจนที่มีสายพันธุ์จึงเพิ่มการเร่งปฏิกิริยาออกซิเจนลด. การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าด้วยความเคารพกับพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาอาจให้ติดต่อไปยังอีกวิธีที่มีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มการเร่งปฏิกิริยาของการลดออกซิเจน แต่วิธีการออกแบบอินเตอร์เฟซที่มีกลไกใหม่ของอินเตอร์เฟซตัวเร่งปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพก็ยังคงเป็นความท้าทายที่ดีเพราะการนำไฟฟ้าสูงไฟฟ้าและความร้อนที่ดีเยี่ยมความแข็งแรงเชิงกลความแข็งเสถียรภาพทางเคมีและทนต่อการกัดกร่อนในปีที่ผ่านโลหะการเปลี่ยนแปลง คาร์ไบด์ได้รับความสนใจเป็นอย่างมากการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาอินเทอร์เฟซใหม่ยังคงเป็นความท้าทายอย่างมากโดยการรวม PtM และ carbides โลหะแปรรูป
เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ Guoshao มิถุนายนมหาวิทยาลัยปักกิ่งสถาบันเทคโนโลยีทีมงานการออกแบบและพัฒนารูปแบบใหม่ดัมเบลที่มีรูปทรง PTFE-FE 2C อนุภาคขนาดนาโนเมตร PtFe-Fe2C รูปดัมเบลเป็นรูปคาร์บอนรูปดัมเบลล์รูป PtFe-Fe 3O4อนุภาคนาโนที่ได้รับ (รูปที่ 1a). การทดสอบไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมที่เฉพาะเจาะจงและกิจกรรมมวลของการลดตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเจนในสื่อที่เป็นกรดตามลำดับถึง 3.53 mA ซม. -2และ 1.50 มก -1กว่าในเชิงพาณิชย์ Pt / C และ 7.1 เท่าสูงกว่า 11.8 และมีความมั่นคงทางไฟฟ้าที่ดีมากภายใต้ 5000 รอบของกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีการลดทอนเล็ก ๆ น้อย ๆ. การคำนวณของทีมต่อไปพบว่าโครงสร้างที่ไม่ซ้ำกันนี้มีนวนิยาย กลไกของการขนส่งอิเล็กตรอนอินเตอร์เฟซที่สามารถเข้าถึงได้มากขึ้นเอื้อต่อการปรับปรุงปฏิกิริยาเลกโทรกิจกรรมเลกโทร (มะเดื่อ. 1b). อินเตอร์เฟซนี้สามารถเข้าถึงกลไกการขนส่งอิเล็กตรอนสามารถขยายไปยังระบบเลกโทรอื่น ๆ เช่นวิวัฒนาการไฮโดรเจนไฟฟ้า ปฏิกิริยาและการลดเลกโทรของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์. ตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรเจนวิวัฒนาการในการเป็นสื่อที่เป็นกรดถึงกิจกรรมที่เฉพาะเจาะจงของ 28.2 mA ซม. -2กว่าในเชิงพาณิชย์ Pt / C 2.9 เท่าสูงตามลำดับ. ตัวเร่งปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับการตรวจสอบวงเงินไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ของเซนเซอร์ไฟฟ้า 2NM. ทฤษฎีการทำงานเป็นบทเรียนในการพัฒนาใหม่และมีประสิทธิภาพสูงไฟฟ้าเร่งปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาเซลล์เชื้อเพลิง แต่ยังสำหรับการต่อไป การออกแบบที่มีประสิทธิภาพสูงต้นทุนต่ำผลิตไฟฟ้าโครงสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาให้ความคิดใหม่
รูปที่ 1 a) แผนผังแผนภาพของการสังเคราะห์ b) PtFe-
เฟ 3O4อนุภาคนาโน c) PtFe-Fe
2C อนุภาคนาโน; d) การคำนวณ DFT
งานที่ทำโดยทีมงานที่มหาวิทยาลัยปักกิ่งสถาบันเทคโนโลยี Guoshao จุน. ผู้เขียนที่สอดคล้องกันหลังปริญญาเอกและปริญญาเอก Guoshao มิถุนายน Lai Jianping สำหรับวิทยานิพนธ์มหาวิทยาลัยฮ่องกงโพลีเทคนิค Huang Bolong เป็นผู้เขียนร่วมครั้งแรก. โครงการนี้ได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติธรรมชาติของจีนกระทรวงวิทยาศาสตร์และ R & D โปรแกรมมุ่งเน้นไปที่แผนคน และการสนับสนุนโครงการอื่น ๆ
