基于高性能燃料电池的共价有机框架的多孔离子体
Qingnuan Zhang1, Shuda Dong1, Pengpeng Shao1
1Beijing Key Laboratory of Photoelectronic/Electrophotonic Conversion Materials, Key Laboratory of Cluster Science, Ministry of Education, Frontiers Science Center for High Energy Material, Advanced Technology Research Institute (Jinan), School of Chemistry and Chemical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, P. R. China.
研究人员通过将离子共价有机框架 (COF) 的纳米片纳入Nafion来提高燃料电池的性能. 这一策略提高了 (Pt) 质量活动和峰值功率密度,使得在不损害效率的情况下降低了Pt负载.
科学领域:
- 电化学
- 材料科学
- 纳米技术
背景情况:
- 有效的燃料电池需要大量的 (Pt),但这增加了成本.
- 在催化剂表面附近的质量传输阻力限制了燃料电池的性能.
- 优化催化剂层的微环境对于提高功率密度和耐用性至关重要.
研究的目的:
- 在保持高功率密度和耐久性的同时,减少燃料电池中的负载.
- 根据燃料电池催化剂的三相微环境进行定制.
- 在催化剂层中增强质子和氧气运输.
主要方法:
- 将离子共价有机框架 (COF) 纳米片纳入Nafion离子体.
- 优化离子体特性以改善微环境.
- 介质孔口和硫酸盐组分布的特征
- 使用定制的催化剂层测试燃料电池性能.
主要成果:
- 用COF纳米片定制的离子体促进了质子转移和氧气透.
- Pt 的质量活动增加了 1.6 倍.
- 燃料电池的峰值功率密度增加了1.6倍.
- 这一策略在各种Pt加载和商业催化剂中被证明有效.
结论:
- 离子共价有机框架 (COF) 纳米片有效优化燃料电池催化剂的微环境.
- 这种方法可以在不损害性能的情况下显著减少装载.
- 开发的战略为更具成本效益和效率的燃料电池提供了途径.
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