Fe-N-C 提高了燃料电池支的纳米颗粒的稳定性
Fei Xiao1, Yian Wang1, Gui-Liang Xu2
1Department of Chemical and Biological Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon999077, Hong Kong, China.
Journal of the American Chemical Society
|October 25, 2022
概括
通过减少溶解和增强纳米粒子稳定性,铁和编碳 (Fe-N-C) 支持显著提高燃料电池中的基催化剂的耐用性.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 催化剂
背景情况:
- 聚合物电解质燃料电池需要耐用电催化剂进行长期应用.
- 传统碳黑支上的基纳米颗粒的耐用性很差.
- 铁和合碳 (Fe-N-C) 是一个有前途的替代支材料.
研究的目的:
- 与商业Pt/C相比,评估支持Fe-N-C的纳米颗粒的耐用性.
- 研究Fe-N-C支物中增强催化剂稳定性的机制.
主要方法:
- 在酸性和基本性介质中的电化学电位循环.
- 在现场感应合等离子体质谱 (ICP-MS) 用于测量溶解.
- 密度功能理论 (DFT) 计算以分析金属基板相互作用和电子结构.
主要成果:
- 与Pt/Fe-N-C相比,Pt/Fe-N-C具有更高的电化学表面积保留.
- 的溶解率是Pt/Fe-N-C的三倍,而不是Pt/C.
- DFT计算显示了Fe-N-C的强烈金属基板相互作用和减少氧化物形成.
结论:
- Fe-N-C为纳米颗粒提供了更稳定的支,减少溶解并提高耐用性.
- 这种增强的稳定性归因于Fe-N-C的强烈金属基底相互作用和有利的电子特性.
- 选择合适的碳支是开发燃料电池耐用的白金电催化剂的关键.
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