在多孔Pd-Cu合金上的Pt单层作为氧降解电催化剂
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
概括
研究人员开发了一种具有 (Pt) 和多孔铜 (Pd-Cu) 合金核心的新型核心外催化剂. 这种先进的催化剂显著提高了氧降解反应活性,为燃料电池应用提供了一个有前途的替代方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 开发高效的电催化剂对于燃料电池等能源转换技术至关重要.
- 基催化剂是有效的,但昂贵的,需要策略来减少Pt负载,同时保持高活性.
- 纳米结构材料由于其高表面积和可调的组成,为催化提供了独特的特性.
研究的目的:
- 合成一种新型的核心外催化剂,其中包括一个 (Pt) 单层外和一个多孔/空洞的-铜 (Pd-Cu) 合金纳米粒子核心.
- 为了研究这种新催化剂的氧降解反应 (ORR) 的电催化性能.
- 将开发的催化剂的ORR活性与现有的最先进材料进行比较.
主要方法:
- 通过从Pd-Cu前体中选择性电化学解 Cu,制造多孔/空洞的Pd-Cu合金纳米粒子.
- 将Pt单层沉积在多孔的Pd-Cu核心上,以创建核心催化剂.
- 催化剂在氧降解反应中的性能的电化学表征.
主要成果:
- 合成的核心外催化剂在一个多孔/空洞的Pd-Cu合金纳米粒子核心上具有Pt单层外.
- 氧减少反应 (ORR) 的Pt质量活性是Pd纳米颗粒中的Pt单层的3.5倍.
- 与最先进的Pt/C电催化剂相比,催化剂在ORR活动中显著增加了14倍.
结论:
- 开发出的多孔/空洞的Pd-Cu合金核心结构显著增强了ORR的Pt单层的催化活性.
- 这种核心外催化剂设计代表了开发高效和潜在的成本效益高的电催化剂的有希望的策略.
- 这些发现为电化学能量转换中先进的催化剂开发铺平了道路.
