Pt-装饰组合-可调节的Pd-Fe@Pd/C核心外纳米颗粒,对氧降低反应具有增强的电催化活性
Yin Xiong1, Yao Yang1, Francis J DiSalvo1
1Department of Chemistry and Chemical Biology , Cornell University , Ithaca , New York 14850 , United States.
用 (Pt) 装饰的新型铁/碳 (Pd-Fe/C) 双金属纳米颗粒显示了燃料电池的增强氧降解反应活性. 这些催化剂与传统催化剂相比,性能显著提高.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 纳米技术
背景情况:
- 质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 需要高效的氧降解反应 (ORR) 的电催化剂.
- 在PEMFC催化剂开发中,高 (Pt) 的利用和活性仍然是关键挑战.
研究的目的:
- 设计和描述具有增强ORR电催化活性的新型双金属纳米粒子 (NP).
- 为了研究ORR的Pt-装饰Pd-Fe/CNP的结构-活性关系.
主要方法:
- 合成具有最佳Fe组成和表面Pt装饰的Pd-Fe/C双金属NP.
- 使用电子能量损失光谱 (EELS) 和能量散射X射线 (EDX) 光谱进行表征.
- 催化活性和稳定性的电化学评估.
主要成果:
- 合成的Pd-Fe@Pd核心外NP与表面Pt装饰表现出极好的ORR电催化活性 (E1/2 = 0.866V与RHE).
- 与Pt/C相比,质量活动增加了70%以上 (总Pt和Pd质量) 和14倍 (仅Pt质量).
- 几何分析表明表面Pt装饰而不是完整的Pt单层,凸显了基于Pt的催化剂的严格表征的需要.
结论:
- 用Pt装饰的Pd-Fe/C双金属NP是PEMFC中ORR的有希望的催化剂.
- 该研究强调了精确的结构分析和前体比率对于实现所需的Pt负载和性能的重要性.
- 在解释声称的Pt单层或多层数据时,仔细考虑几何模型至关重要.
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