合金纳米颗粒的溶解热合成用于氧降解电催化
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
概括
使用N,N-二甲基形式胺合成的-合金纳米颗粒对燃料电池中氧降解反应 (ORR) 显示出异常活性. 这些新型催化剂的性能明显高于当前标准.
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:
- 合金纳米粒子是燃料电池阴极中氧降解反应 (ORR) 的关键电催化剂.
- 开发这些纳米粒子的高效和成本效益的合成方法对于推进燃料电池技术至关重要.
研究的目的:
- 报告- (Pt-Ni) 合金纳米颗粒的溶热合成,使用N,N-二甲基形式胺 (DMF) 作为溶剂和还原剂.
- 评估合成的Pt-Ni合金纳米粒子的ORR催化活性.
主要方法:
- 使用DMF进行溶热合成.
- 使用X射线衍射 (XRD),高角度环状暗场扫描传输电子显微镜 (HAADF-STEM) 和能量分散光谱学 (EDS) 的表征.
- 使用旋转盘电极 (RDE) 技术测量电催化活性.
主要成果:
- 成功合成了多面的Pt-Ni合金纳米晶体,包括Pt(3) Ni和PtNi.
- PtNi合金催化剂表现出接近3000μA/cm的特异性活动,大约是最先进的Pt/碳催化剂的15倍.
- 在电化学测试后,在PtNi纳米粒子中观察到溶解和空隙形成,但仍然存在显著的活动.
结论:
- DMF是一种有效的溶剂和减少剂,用于合成高活性Pt-Ni合金纳米粒子用于ORR.
- PtNi合金纳米颗粒对ORR具有卓越的电催化性能,超过了当前的基准标准.
- 了解结构演变,包括溶解,是进一步优化这些先进的燃料电池催化剂的关键.
