酸素還元電触媒としての多孔性Pd-Cu合金上のPt単層
Minhua Shao1, Krista Shoemaker, Amra Peles
1UTC Power, South Windsor, Connecticut 06074, USA. minhua.shao@utcpower.com
Journal of the American Chemical Society
|June 23, 2010
まとめ
研究者らは,プラチナ (Pt) シェルと多孔性のパラジウム・銅 (Pd-Cu) 合金コアを備えた新しいコア・シェル触媒を開発した. この高度な触媒は,酸素還元反応の活性を大幅に高め,燃料電池アプリケーションに有望な代替案を提供します.
科学分野:
- 材料科学 材料科学とは
- 電気化学 電気化学について
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
背景:
- 効率的な電気触媒の開発は,燃料電池のようなエネルギー変換技術にとって極めて重要です.
- プラチナベースの触媒は効果的ですが,高価であり,高い活性を維持しながらPt負荷を減らすための戦略を必要とします.
- ナノ構造の材料は,その高い表面積と調節可能な組成物により,触媒にユニークな性質を提供します.
研究 の 目的:
- プラチナ (Pt) モノレイヤのシェルと多孔/空洞のパラジウム・銅 (Pd-Cu) 合金ナノ粒子コアを備えた新しいコア・シェル触媒を合成する.
- 酸素還元反応 (ORR) のこの新しい触媒の電気触媒性能を調査する.
- 開発された触媒のORR活性を,既存の最先端の材料と比較する.
主な方法:
- Pd-Cuの前駆体からCuを選択的電気化学的に脱塩することによって,多孔/空洞のPd-Cu合金ナノ粒子の製造.
- Pt単層を多孔性のPd-Cuコアに沈着させ,コア・シェルの触媒を作り出します.
- 酸素還元反応における触媒の性能の電気化学的特徴.
主要な成果:
- 合成されたコアシェル触媒は,多孔/空洞のPd-Cu合金ナノ粒子コア上にPt単層のシェルを備えています.
- 酸素還元反応 (ORR) のためのPt質量活動は,Pdナノ粒子の散発上のPt単層と比較して3.5倍高かった.
- 触媒は,最先端のPt/C電触媒と比較して,ORR活性が14倍も増加した.
結論:
- 開発された多孔/空洞のPd-Cu合金コア構造は,ORRのためのPt単層の触媒活性を大幅に高めます.
- このコアシェルのカタリスト設計は,高効率で潜在的に費用対効果の高い電動触媒を開発するための有望な戦略を表しています.
- この発見は,電気化学的エネルギー変換における高度な触媒の開発への道を開く.
