作为聚合物电解质燃料电池中的模型阴极催化剂的Au-修改阶段Pt单晶电极的活性和稳定性
Kensaku Kodama1, Ryosuke Jinnouchi1, Naoko Takahashi1
1Toyota Central R&D Laboratories, Inc. 41-1 Yokomichi, Nagakute, Aichi 480-1192, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|March 4, 2016
概括
用金 (Au) 原子保护 (Pt) 催化剂的脆弱部位可显著增加70%的氧降解反应 (ORR) 活性,并提高燃料电池中的催化剂耐用性.
科学领域:
- 电化学
- 材料科学
- 催化剂
背景情况:
- 聚合物电解质燃料电池 (PEFC) 依赖于高效的阴极催化剂进行氧降解反应 (ORR).
- (Pt) 催化剂在易受损坏的地方容易降解,从而限制燃料电池的耐用性.
- 表面修改策略对于提高催化剂性能和寿命至关重要.
研究的目的:
- 研究保护Pt阴极催化剂的脆弱部位的概念.
- 评估选择性黄金 (Au) 原子沉积对Pt表面的影响.
- 评估ORR修改的Pt催化剂的电催化活性和稳定性.
主要方法:
- 通过在 (100) 步位上选择性沉积 Au 原子来改变 Pt 单晶表面.
- 改造表面的电化学表征,以检查氧降解反应 (ORR) 的活性.
- 通过潜在循环实验评估催化剂的稳定性.
主要成果:
- 在Au修改后,ORR活性增加了70%.
- 在Pt{111) 梯田上增强的局部ORR活动归因于表面Au原子.
- 通过保护步骤位置,Au修改显著稳定了Pt表面对抗潜在诱导的降解.
结论:
- 选择性地在脆弱的Pt地点沉积Au是一种提高ORR活动的有效策略.
- 使用Au进行表面修改通过防止表面重组来提高Pt催化剂的耐用性.
- 这种方法为开发高性能且持久的燃料电池催化剂提供了有前途的途径.
