在氧降解反应中,与CNTs电气连接的白金的特定质量活动和表面活动

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 能源转换 能源转换

背景情况:

• 聚合物电解质膜燃料电池 (PEMFCs) 对清洁能源至关重要.
• 在电极中优化 (Pt) 催化剂活性是提高PEMFC性能的关键.
• 多壁碳纳米管 (CNTs) 被探索为Pt催化剂的支持材料.

研究的目的:

• 为了研究电极组成和操作条件对氧降解反应 (ORR) 期间金活性的影响.
• 为了确定最大限度地利用催化剂并最大限度地减少过度潜力的最佳离子体/比.
• 了解电极结构和表面活动之间的关系.

主要方法:

• 在各种电极组合中对活性进行比较分析 (Nafion 分数,CNT 含量).
• 在不同的氧化剂 (氧气,空气),压力和温度下进行评估.
• 测量催化剂的特定质量活性和表面活性.

主要成果:

• 带有CNT的PEMFC电极中的白金活性受到离子体/白金比率的显著影响.
• 特定质量活性和表面活性都在25%的Nafion分数时表现出最大值,这表明结构形成是最佳的.
• 对一个样本量化了34%的CNT在60°C和2 atm时的特定性能指标:0.46 A/mg (质量活性) 和0.72 mA/cm2 (表面活性).

结论:

• 一个最佳的电极结构,以25%的Nafion分数实现,最大限度地利用金表面,并最大限度地减少度过量的潜力.
• 离子体/白金比率是控制ORR的CNT电极中的白金活性的一个关键因素.
• 这项研究为设计PEMFCs的高性能电极提供了宝贵的见解.