痕迹微合金 PtCuCo 中等热合金:用于PEMFC的亚结构重建触发的高性能
Zhiming Chen1, Qiheng Wang1, Chun Jin1
1Beijing Key Laboratory of Electrochemical Process and Technology for Materials, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|July 19, 2023
概括
微合金 (Pt) 基合金与 (W) 显著提高了质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的性能. 这些W-PtCuCo催化剂显示出优越的功率密度和稳定性,推进了PEMFC技术.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 质子交换膜燃料电池 (PEMFCs) 需要先进的电催化剂来实现高效的能量转换.
- 基于 (Pt) 的合金是重要的电催化剂,但提高其性能和耐用性仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 研究耐火金属微合金对用于PEMFCs的基于Pt的电催化剂性能的影响.
- 为微合金 Pt 基中合金开发一种新的合成策略.
主要方法:
- 步骤合成涉及无水固体相削和替代辅助溶热方法.
- 使用铜 (Cu) 纳米线作为牺牲模板制造 (W) -微合金PtCuCo中等合金 (W-PtCuCo).
- 在质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 试验和加速降解试验 (ADT) 的性能评估.
主要成果:
- W-PtCuCo催化剂实现了2.09W cm-2的超高峰功率密度和20.9W mg Pt-1的质量功率密度.
- 催化剂表现出极好的耐用性,在ADT期间30,000个循环后,质量活动仅减少了3%.
- 微合金具有W诱导的稳定基结构和晶格缺陷,改变电子结构和应变.
结论:
- 微型合金显著提高了Pt基合金的电催化性能和稳定性.
- 观察到的改善归因于W诱导的基结构重建和晶格缺陷形成.
- 这项研究为微合金效应提供了原子层面的见解,这对于设计下一代PEMFC催化剂至关重要.
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