通过纳米颗粒孔封闭的高度稳定的电催化剂
Carolina Galeano1, Josef C Meier, Volker Peinecke
1Department of Heterogeneous Catalysis, Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Kaiser-Wilhelm-Platz 1, 45470 Mülheim an der Ruhr, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|November 30, 2012
概括
研究人员开发了 Hollow Graphitic Spheres (HGS),以提高氧降解反应 (ORR) 电催化剂的耐用性. 这种新型的碳支持保护纳米粒子,改善燃料电池性能和寿命.
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:
- 电极材料的耐用性对于电化学能源系统至关重要.
- 氧降解反应 (ORR) 电催化剂的不稳定性限制了燃料电池的实际使用寿命.
研究的目的:
- 为提高电催化剂稳定性开发一种新型的中介结构石墨碳支 (HGS).
- 为了克服长期的催化剂降解,同时保持ORR的高活性.
主要方法:
- 合成高表面积 (>1000 m2/g) 和受控孔隙结构的空洞石墨球 (HGS).
- 在HGS支中封装纳米颗粒 (3-4nm).
- 使用相同位置扫描和扫描传输电子显微镜 (IL-SEM和IL-STEM) 进行电化学衰老测试和表征.
主要成果:
- 在HGS中封装的纳米粒子在850°C和加速电化学老化过程中表现出稳定性.
- 封装在电化学循环过程中显著抑制了Pt纳米颗粒的脱离和聚合.
- 在完全组装的聚合物电解质膜燃料电池 (PEMFC) 中证实了增强的阴极电催化剂稳定性.
结论:
- 空洞石墨球 (HGS) 提供了强大的支持,以提高电催化剂的耐用性.
- 碳支的有针对性的设计是提高燃料电池催化剂性能和寿命的可行策略.
- 这项研究为开发下一代稳定电催化剂提供了一个蓝图,用于能源转换应用.


