两个阶段的限制衍生出小尺寸的高度排序的L10-PtCoZn,用于PEM燃料电池中有效的氧降解催化
Zhenyu Chen1, Jia Liu1, Bin Yang1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Collaborative Innovation Center of Sustainable Energy Materials, School of Physical Science and Technology, Guangxi University, Guangxi Key Laboratory of Electrochemical Energy Materials, Key Laboratory of New Processing Technology for Non-ferrous Metal and Materials, Ministry of Education, Nanning 530004, China.
研究人员开发了一种新的两阶段限制策略,以创建高度有序的小尺寸-- (PtCoZn) 纳米粒子. 这一突破提高了质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的性能,为商业化铺平了道路.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 金属间订制- (PtCo) 合金在氧降解反应 (ORR) 催化和稳定方面表现有前途.
- 合成高度有序,小尺寸的PtM合金仍然是材料科学中的一个重大挑战.
- 高效的催化剂对于质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的商业可行性至关重要.
研究的目的:
- 开发一种可扩展的方法来制备小尺寸,高度排序的PtM合金纳米粒子.
- 研究这些新型纳米颗粒在PEMFC中的性能.
- 为了应对同时实现高排序度和小颗粒大小的挑战.
主要方法:
- 在纳米粒子合成中采用了受控的两阶段限制策略.
- 产生了高订单的PtCoZn/NC纳米粒子,平均尺寸为5.3nm.
- 该方法解决了高排序,小颗粒大小和被封闭的原子迁移之间的矛盾.
主要成果:
- 合成的L10-PtCoZn/NC纳米粒子表现出卓越的PEMFC性能.
- 在0.9ViR-free下达到1.21A/mgPt的高质量活性 (MA).
- 经过3万个循环后,具有80.1%的MA保留率和高质量特异性功率密度 (8.24W mg-1).
结论:
- 控制的两阶段封闭策略成功地产生了高度排序的,小的PtCoZn纳米粒子.
- 由此产生的催化剂在PEMFC应用中表现出卓越的活性,稳定性和功率密度.
- 这种方法为燃料电池技术的商业化提供了一个有前途的途径.
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