物理科技生物学-PHYICA

新型质子交换膜燃料电池电催化剂

技术工程 2022-02-24 21:54:10

Novel electrocatalyst for proton-exchange membrane fuel cells制备的PtCo-IMC催化剂的结构特征和电催化性能。信用:杨教授的小组高活性和耐用的低铂电催化剂可以显著减少氧还原反应中昂贵的铂用量,这是燃料电池汽车商业化迫切需要的。具有成本效益的铂基金属间化合物(IMC)催化剂被认为是提高ORR活性和耐久性的最有前途的替代品;然而,高负载Pt基IMC的形成通常涉及高温退火,导致IMC纳米粒子(NPs)严重团聚和不均匀,给高效合成带来巨大挑战。在这一挑战的激励下,由中国科学院上海高级研究院杨辉教授和郑江教授领导的跨学科研究团队最近报告了一项高负荷(44.7 wt。%)和亚6纳米Pt IMC催化剂,可通过氧化钴辅助结构进化策略可控合成。结果发表在《能源与环境科学》上。

据研究人员称,所制备的催化剂对ORR表现出极好的电催化性能,在模型电极测量中具有大大增强的质量活性和耐久性。

令人印象深刻的是,合成的催化剂提供了创纪录的高功率密度和非凡的稳定性。特别地,从MEA配置中的燃料电池计算的质量活度超过了能源部(DOE) 2020年汽车目标并且非常接近内在值,表明优异的活性可以在质子交换膜燃料电池操作条件下高效表达。

本研究开发的合成方法为开发高负载、小尺寸、高活性表达的燃料电池电催化剂提供了可行的策略,为低铂催化剂在燃料电池中的实际应用开辟了新的途径。

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