酸化還元電触媒のためのプラチナ合金ナノ粒子の溶熱合成
Michael K Carpenter1, Thomas E Moylan, Ratandeep Singh Kukreja
1Electrochemical Energy Research Lab, General Motors R&D Center, Warren, Michigan 48090, United States. michael.k.carpenter@gm.com
Journal of the American Chemical Society
|April 25, 2012
まとめ
N,N-ダイメチル形式アミドを用いて合成されたプラチナ・ニッケル合金ナノ粒子は,燃料電池における酸素還元反応 (ORR) への例外的な活性を示しています. これらの新しい触媒は,現在の標準よりもはるかに高い性能を示しています.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 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:
- プラチナ合金ナノ粒子は,燃料電池カトドにおける酸素還元反応 (ORR) の重要な電解剤である.
- これらのナノ粒子の効率的かつ費用対効果の高い合成方法を開発することは,燃料電池技術の進歩に不可欠です.
研究 の 目的:
- N,N-ジメチルフォーマミド (DMF) を溶媒と還元剤の両方として使用したプラチナ-ニッケル (Pt-Ni) 合金ナノ粒子の溶熱合成を報告する.
- 合成されたPt-Ni合金ナノ粒子のORR触媒活性を評価する.
主な方法:
- DMFを用いた溶熱合成.
- X線微分法 (XRD),高角環状ダークフィールドスキャニング伝送電子顕微鏡法 (HAADF-STEM),エネルギー分散光譜法 (EDS) を用いた特徴付け.
- 回転ディスク電極 (RDE) 技術を用いて電解活性測定.
主要な成果:
- Pt(3) NiおよびPtNiを含む,多面的なPt-Ni合金ナノ結晶が成功して合成されました.
- PtNi合金触媒は,約3000μA/cm (((2) (((Pt)) の特定の活性を示し,最新のPt/炭素触媒のおよそ15倍でした.
- ニッケル溶解と空洞形成は,電気化学的試験後のPtNiナノ粒子で観察されましたが,それでも重要な活動が持続しました.
結論:
- DMFは,ORRのための非常に活性なPt-Ni合金ナノ粒子を合成するための効果的な溶媒および還元剤です.
- PtNi合金ナノ粒子は,ORRの優れた電解性能を示し,現在のベンチマークを上回っています.
- ニッケル溶解を含む構造的進化を理解することは,これらの高度な燃料電池触媒をさらに最適化するための鍵です.
