表面アニオンは,燃料電池性能において高CO耐性を有するPt電触媒を促進する

科学分野:

• 材料科学
• 電気化学
• カタリシス

背景:

• プラチナ (Pt) は燃料電池の重要な電気触媒ですが,CO中毒に苦しんでいます.
• COの耐性は,特に燃料中の残留COに対して,陽子交換膜燃料電池 (PEMFC) の実用的な適用において極めて重要です.

研究 の 目的:

• 燃料電池の用途のために,CO耐性を高めるPtベースの電解剤を開発する.
• 表面アニオンがPt電触媒のCO耐性を改善するメカニズムを調査する.

主な方法:

• 非金属元素を含む表面アニオンによるPtナノ粒子の改変.
• 改造されたPt触媒のCO中毒環境での電気化学試験 (半セルおよびフルセル).
• 表面アニオンからの電子フィードバックを伴う一般的なメカニズムを提案し,Pt dバンドの中心をダウンシフトした.

主要な成果:

• 表面アニオン改変されたPt (P-Pt) は,商用Pt/Cと比較して10倍以上のCO耐性を示した.
• P-Ptは,CO中毒条件下で最小限の性能低下 (8. 4%) を示した.
• 半分の燃料電池と完全な燃料電池のテストの両方で堅実な電気触媒性能を示した.

結論:

• 表面アニオン,特にリンは,Pt電触媒のCO耐性を大幅に改善することができます.
• このメカニズムは,アニオンからの電子フィードバックにより,Pt表面でのCO吸収を弱める.
• このアプローチは,実用的なPEMFCのために,堅牢で高性能なPtベースの電触媒への道を提供します.