直接合成高负载的金属间合金纳米粒子,用于高效的电催化
Tae Yong Yoo1,2, Ji Mun Yoo1,2, Arun Kumar Sinha1,2
1Center for Nanoparticle Research, Institute for Basic Science (IBS), Seoul 08826, Republic of Korea.
Journal of the American Chemical Society
|August 14, 2020
概括
研究人员开发了一种新方法,在碳支上制造高度分散的合金纳米粒子. 这一进步显著提高了燃料电池的催化性能,与传统催化剂相比,它提供了更高的活性和稳定性.
科学领域:
- 材料科学
- 纳米技术
- 电化学
背景情况:
- 订购的基于的金属间纳米粒子比纳米结构具有更高的催化性能.
- 在高负荷的碳支上合成均的金属间合金纳米催化剂仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 在高催化剂负载的各种碳支物上制造高度分散的金属合金 (MPt) 纳米颗粒的新型合成策略.
- 证明这种方法在燃料电池应用中增强催化活性和稳定性的有效性.
主要方法:
- 一种独特的双金属化合物[M(bpy) 3+和[PtCl6] 2--被用作前体.
- 该化合物在碳表面均分解,形成均尺寸的金属间纳米粒子.
- 在纳米颗粒周围形成了添加碳保护层.
主要成果:
- 在具有高催化剂负载的多种碳支物上实现高度分散的MPt合金纳米粒子 (M = Fe,Co,Ni).
- 代表性减少的氧化石墨烯 (rGO) 支持的L10-FePt催化剂 (37重 %-FePt/rGO) 的特异活性是商业Pt/C的18.8倍.
- 在氧降解反应 (ORR) 试验中,催化剂表现出极好的稳定性,在20,000个循环中没有降解.
结论:
- 这种新型合成策略有效地产生具有高同质性的均合金纳米粒子.
- 这种方法为燃料电池和其他应用开发先进的电催化剂提供了有希望的途径.
- 用添加的碳保护层有助于提高金属间纳米颗粒的稳定性.
