在3D交织的BCN纳米板-石墨烯网络上固定超小的Pt纳米晶体使得高效的甲醇氧化反应成为可能
Binfeng Shen1, Yujie Wei1, Pengyun Sun1
1College of Mechanics and Materials, Hohai University, Nanjing 210098, China. yinggb2010@126.com.
Dalton transactions (Cambridge, England : 2003)
|September 13, 2023
概括
研究人员开发了一个新的3D催化剂 (Pt/BCN-G) 直接甲醇燃料电池 (DMFCs). 与现有技术相比,这种先进材料显著提高了催化剂稳定性和甲醇电氧化性能.
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:
- 直接甲醇燃料电池 (DMFC) 是重要的能量转换设备.
- 当前的阳极催化剂,通常是碳支上的 (Pt) 纳米颗粒,具有弱的界面相互作用,限制了活性和寿命.
- 提高催化剂稳定性和效率对于推进DMFC技术至关重要.
研究的目的:
- 为DMFCs开发一种具有增强稳定性和电催化活性的新型催化剂.
- 研究一种强大的立体组装策略,用于固定超小的Pt纳米晶体.
- 为提高催化剂性能,创建一个3D交织多孔B化g-C3N4纳米板-石墨烯网络 (Pt/BCN-G).
主要方法:
- 采用了结合热和溶热过程的立体组装策略.
- 超微小的 (Pt) 纳米晶体被固定在3D交织多孔B化g-C3N4纳米板-石墨烯网络 (BCN-G) 上.
- 由此产生的混合纳米架构 (Pt/BCN-G) 的表征,以质地优点,成分和电化学特性.
主要成果:
- Pt/BCN-G纳米架构呈现出3D交联多孔结构,具有分离良好的纳米薄膜,丰富的B和N物种,均的Pt分散,以及稳定的异构接口.
- 优化的Pt/BCN-G催化剂显示出高的电化学活性表面积 (121.2 m2 g-1) 和质量活性 (1782.2 mA mg-1).
- 催化剂表现出优越的毒性耐受性和极好的循环稳定性,用于甲醇电氧化,优于各种参考催化剂.
结论:
- 开发的3D Pt/BCN-G纳米架构为DMFCs提供了相对于传统催化剂的显著优势.
- 强大的固定策略和独特的材料结构有助于提高电催化性能和耐用性.
- 这项工作为设计用于高效甲醇电氧化的先进阳极催化剂提供了有前途的途径.
