具有特殊形状效应和协同效应的Pd/PANI/Pd三明治结构纳米管阵列催化剂的设计,用于乙醇电氧化
An-Liang Wang1, Han Xu, Jin-Xian Feng
1MOE Laboratory of Bioinorganic and Synthetic Chemistry, KLGHEI of Environment and Energy Chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China.
Journal of the American Chemical Society
|July 11, 2013
概括
研究人员开发了用于燃料电池电催化剂的新型/聚氨酸/三明治结构的纳米管阵列 (Pd/PANI/Pd SNTAs). 这些催化剂在小型有机分子氧化过程中表现出增强的活性和耐用性,为金提供了低成本的替代品.
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:
- 燃料电池的商业化需要低成本,高活性和耐用的电催化剂.
- 开发具有卓越性能的非白金阳极电催化剂仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 为了合成和表征一种新的混合/聚氨酸/三明治结构纳米管阵列 (Pd/PANI/Pd SNTA).
- 为了评估Pd/PANI/Pd SNTAs在直接酒精燃料电池中小型有机分子氧化的电催化性能.
- 在混合纳米结构中研究和聚氨之间的协同效应.
主要方法:
- 使用一种新的方法合成Pd/PANI/Pd SNTAs.
- 合成催化剂的电化学表征.
- 与纳米管阵列 (Pd NTAs) 和商业在碳 (Pd/C) 催化剂上的比较分析.
主要成果:
- 与Pd NTA和商业Pd/C相比,Pd/PANI/Pd SNTA显著改善了电催化活性和长期耐用性.
- 独特的三明治结构促进了电活性物种的快速运输和短的扩散路径,提高了催化剂利用率.
- 协同效应,包括Pd和PANI之间的电子移位和电子转移,有助于提高性能.
结论:
- 开发的Pd/PANI/Pd SNTAs代表了直接酒精燃料电池的有希望的低成本,高性能电催化剂.
- 混合纳米结构设计有效地利用形状和协同效应来改善催化性能.
- 这项工作为设计用于清洁能源应用的先进电催化剂提供了新的途径.
