碳外涂层FeP纳米颗粒的大规模合成,用于强大的进化反应电催化剂
Dong Young Chung1,2, Samuel Woojoo Jun1,2, Gabin Yoon1,3
1Center for Nanoparticle Research, Institute for Basic Science (IBS) , Seoul 08826, South Korea.
Journal of the American Chemical Society
|April 25, 2017
概括
我们开发了一种新型,稳定且低成本的铁化物 (FeP) 纳米粒子电催化剂, 这种非白金催化剂表现出高性能和耐用性,为大规模绿色产生提供了有希望的替代品.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 催化剂
背景情况:
- 基催化剂对于生产来说是昂贵的.
- 开发非贵金属电催化剂对于成本效益高的产生至关重要.
- 铁化物 (FeP) 具有潜力,但存在稳定性问题.
研究的目的:
- 开发一种高活性和稳定的非Pt电催化剂用于生产.
- 研究碳外在保护FeP纳米粒子中的作用.
- 展示FeP电催化剂的可扩展合成方法.
主要方法:
- 通过单步加热聚多巴胺涂层铁氧化物纳米颗粒,合成碳涂层的FeP纳米颗粒.
- 通过电化学试验评估电催化性能 (超电位,电流密度).
- 通过长期循环测试研究稳定性,并使用密度功能理论和扩展的X射线吸收细结构分析保护机制.
主要成果:
- 在 10 mA cm-2 时达到 71 mV 的低超电位,相当于商业 Pt 催化剂.
- 在酸性条件下,在10,000个循环中显示出显著的长期耐用性和微不足道的活性损失.
- 证实碳外有效防止FeP纳米粒子氧化,提高稳定性.
结论:
- 开发的碳外涂层FeP纳米颗粒代表了高性能,稳定和具有成本效益的替代Pt催化剂的进化.
- 合成方法简单,可扩展,适合工业生产.
- 了解碳外的保护机制是设计强大的电催化剂的关键.
