作为乙醇氧化反应的替代电催化剂,高活性//锡氧化物异质纳米颗粒用于乙醇氧化反应

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
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 由于乙醇的有利性质,直接乙醇燃料电池 (DEFC) 提供了一个有前途的替代能源技术.
• 目前的DEFC技术受到基阳极催化剂的高成本和不充分活性的限制.
• 开发具有成本效益和高活性的催化剂对于DEFC商业化至关重要.

研究的目的:

• 为DEFC阳极应用合成和描述新型的-锡 (Ir-Sn) 双催化剂,作为白金 (Pt) 的低成本替代品.
• 为了研究提高乙醇氧化反应 (EOR) 活性的Ir-Sn催化剂的结构性质关系.
• 评估Ir-Sn催化剂在DEFC中取代基于Pt的催化剂的潜力.

主要方法:

• 无表面活性剂的湿化学合成碳支持的Ir{71) Sn{29) 纳米粒子.
• 使用偏差校正扫描传输电子显微镜 (STEM) 的高级表征与电子能量损失光谱 (EELS),X射线衍射 (XRD),X射线光电子光谱 (XPS) 和X射线吸收光谱 (XAS).
• 电化学测量包括循环电压测量和时测量,并补充密度函数理论 (DFT) 计算.

主要成果:

• 成功合成了平均直径为2.7 ± 0.6 nm的Ir(71)Sn(29) / C催化剂.
• 鉴定发现了Ir/Ir-Sn/SnO的异质结构,具有富含Ir的核心和Ir-Sn合金外,以及表面SnO.
• 与商业Pt/C,PtRu/C和PtSn/C催化剂相比,Ir(71)Sn(29)/C催化剂对乙醇氧化具有显著更高的电化学活性.

结论:

• 伊71Sn29/C的优越电活性归因于伊-Sn合金的形成和表面SnO2的存在.
• 开发的Ir-Sn催化剂为DEFC应用提供了一个可行的,低成本的替代Pt基催化剂.
• 这项研究为DEFC技术的商业化提供了一条途径,通过先进的催化剂设计和合成.