Vor kurzem von Substanzen Hefei Institute Mikro-Nano-Technologie und Geräte Research Fellow, Institut für Festkörperphysik der Chinesische Akademie der Wissenschaften Forschungsgruppe in Lee kontrollierbare Herstellung von porösen Gold - made neue Fortschritte in der Katalyseforschung Platin (AuAgPt) Legierung und Methanol Aspekte von Nanomaterialien - Silber Die relevanten Forschungsergebnisse sind im Journal of Materials Chemistry A veröffentlicht (J. Mater. Chem. A, DOI: 10.1039 / c8ta04087g).
In den letzten Jahren, mit der raschen Entwicklung der Wirtschaft, Chinas Nachfrage nach Energie steigt.Fossile Energie, als die wichtigste Energie, die von der Welt verbraucht wird, bringt uns Bequemlichkeit und verursacht auch eine ernsthafte Verschmutzung der globalen Umwelt Saubere Energie, die fossile Energie ersetzen kann, wird immer wichtiger: Brennstoffzellen sind ein Gerät, das die chemische Energie in Brennstoff und Oxidationsmittel direkt in elektrische Energie umwandeln kann - es ist das vierte nach Wasserkraft, Feuerkraft und Atomstromerzeugung. Es hat die Vorteile der Energieeinsparung, der hohen Umwandlungseffizienz und der Emission von fast Null, es ist ein wichtiger Weg zur Lösung von Energie- und Umweltproblemen geworden, unter denen Methanolbrennstoffzellen aufgrund ihrer hohen Effizienz und Umweltfreundlichkeit weit verbreitet sind. Tragbare Geräte: Methanol ist im Vergleich zur Wasserstoff-Energie ein billigerer flüssiger Brennstoff, einfach zu lagern, leicht zu transportieren und hat eine höhere theoretische Energiedichte, daher haben Methanol-Brennstoffzellen ein sehr gutes Anwendungspotenzial im Bereich der neuen Energie.
Derzeit ist vor allem Methanol Brennstoffzellenkatalysator Platin Nanomaterialien, herkömmliche Platin Nanomaterialien in dem Herstellungsverfahren werden, erzeugen Vergiftung, Niederschlag und andere Nebenwirkungen, so dass die effektive Fläche der Aktivität und Massenaktivität von Platin Nano Katalysator allmählich abnehmen, schwerwiegende Auswirkungen Methanol-Brennstoffzelle Leben. Ferner ist die geringe Speicherkapazität, die für die Herstellung von metallischem Platin Platin nano-Materialien, teuer, hohen Kosten, die Batterie ist nicht förderlich für groß angelegte kommerzielle Anwendungen., um die katalytische Aktivität des Katalysators und die Methanol-Brennstoffzelle zur Erhöhung der Stabilität Platin-Nanopartikel eine hohe Index Ebene der Hohl Platin-Palladium-Legierung, Platin-Nickel-Legierung, Silber-Platin-Legierung aufweist, aber diese Materialien: Eigenschaften, wurden durch ein Verfahren zur Multi-Platin und Platin-basierten nano-Katalysatoren mit unterschiedlichen Strukturen, beispielsweise hergestellt die meisten Herstellungsverfahren ist kompliziert, lange Reaktionszeit, aber nicht gut um die katalytische Aktivität und Stabilität zu lösen.
Li der TF-Methode unter Verwendung von laserinduzierten hergestellt erfolgreich dreidimensionalem porösem Nanomaterial AuAgPt ternären Legierungskatalysator. Sie zuerst Au @ Ag-Nanowürfel durch Reaktion mit Kaliumchlorplatinat Au @ AgPt Nanowürfeln (Au @ AgPt NCS) erhalten wird, 670 bis 700 Volt und dann einen Laser zu Au @ AgPt Verwendung Nanowürfel Laserbestrahlung, so dass Au @ AgPt Nanowürfel in eine feste Legierung AuAgPt Nanokugeln (fest AuAgPt NSS) schnell geschmolzen, dann der Feststoff durch chemisches Ätzen entfernt wird Legierung AuAgPt Silber-Nanokugeln monodisperse Teil dreidimensionale poröse Nanokügelchen AuAgPt ternäre Legierungen (schwammige AuAgPt NSS) herzustellen (Fig. 1, Fig. 2). ein derartige ternäre Legierung AuAgPt Nanokugeln Stabilität nicht nur viel höher als bei herkömmlichen Platin- Nanomaterialien und eine große spezifische Oberfläche und eine hohe Dichte an aktiven Stellen, leicht adsorbierten Reaktanten, können wirksam die katalytische Aktivität verbessern, ihre Massenaktivität Methanol (1,62 mg Pt a-1) sind feste AuAgPt Legierung Nanokugeln ( 0,35 a mg Pt-1) und ein handelsübliches Platinschwarz (Pt schwarz) (0,32 a mg Pt-1) beträgt 4,6 und 5,1-fach. Diese hervorragenden Eigenschaften des Materials selbst aufgrund der porösen Oberflächenstruktur des Materials und die hochbrechende Facetten, der Kristall Gitter Es gibt eine Verzerrung und Zwillingsgrenzen. Die Studie zu einem gewissen Grad ist gelöst, wenn die Brennstoffzellen ist nicht eine hohe katalytische Aktivität, schlechte Stabilitätsprobleme und kurze Lebensdauer der Batterie.
Weitere Forschung wurde von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften teamübergreifende Projekte und die National Natural Science Foundation geförderten Projekt.
Fig 1 (a) - (b) sind ternäre Legierungen AuAgPt Feldemissionsnanokugeln Rasterelektronenmikroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie in Fig .; (C) AuAgPt ternären Legierungen Nanosphären Hochwinkelringdunkelfeld - Das Projektionselement Verteilungsbild und Fig; Profilelement (D) -Leitung abtasten; Röntgenbeugungsmuster (e) AuAgPt ternäre Legierungen Nanokügelchen.
Abbildung 2. AuAgPt ternäre Legierungen Nanokugeln HRTEM Ansicht (a), die in den Korngrenzen und Zwilling hohe Brechungsindex Facetten; teilweise vergrößerte Ansicht (b) Gitterverzerrung.
Figur 3. AuAgPt Nanokugeln ternären Legierungen, die Legierung der festen AuAgPt Nanokugeln schwarz und Platin katalytische Leistung Methanol elektrischen Test (a) ein zyklisches Voltammogramm von 0,1 M HClO4 gesättigten Stickstoffheterocyclus Testlösung erhalten ;. (B) in 0,1 M HClO4 + 0,2 M Methanollösung, Methanol Oxidationstest Kurve erhalten, (c) verschiedene Katalysatoren in Methanol-Oxidationsaktivität Kontrasthistogramm, (d) Stabilitätstest-Vergleich von Fig.
