碳支持的银电催化剂的稳定性,用于性氧减少和进化反应
Jonas Mart Linge1, Valentín Briega-Martos2, Andreas Hutzler2
1Institute of Chemistry, University of Tartu, Ravila 14a, 50411 Tartu, Estonia.
概括
银色催化剂对燃料电池来说是有前途的,但在稳定性方面却很困难. 这项研究发现,中孔碳支物可以提高氧降低反应的白银催化剂耐用性,这对于燃料电池应用至关重要.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 基于银的电催化剂对于离子交换膜燃料电池 (AEMFC) 中的氧降低 (ORR) 和再生燃料电池中氧演变 (OER) 是必不可少的.
- 为了实现AEMFC中的Ag电催化剂的竞争性性能和长期耐用性,在恶劣的操作条件下需要高稳定性.
- 碳支的稳定性也对Ag/C催化剂的整体性能和寿命至关重要.
研究的目的:
- 在火山碳 (Ag/VC) 和半孔碳 (Ag/MC) 的支持下合成和电化学评估银的稳定性.
- 为了研究氧化演化反应 (OER) 期间的银溶解行为,并评估离子交换膜燃料电池 (AEMFC) 应用的加速应力测试 (AST) 期间的稳定性.
- 为了将催化剂形态,支类型和合成方法与电化学稳定性和性能相关联.
主要方法:
- Ag/VC和Ag/MC电催化剂的合成.
- 电化学稳定性评估使用扫描流细胞诱导合等离子体质谱法 (SFC-ICP-MS) 进行溶解研究.
- 在旋转盘电极 (RDE) 和旋转环盘电极 (RRDE) 设置中进行加速应力测试 (AST).
- 使用相同位置传输电子显微镜 (RDE-IL-TEM) 进行形态分析.
主要成果:
- 在OER期间观察到高银溶解,限制了再生燃料电池的适用性.
- 在AST后,Ag/MC表现出较高的ORR稳定性,与Ag/VC相比,活性变化较小.
- RRDE结果表明Ag/VC后AST的H2O2产量增加,这表明降解途径.
- RDE-IL-TEM揭示了由碳支持和Ag纳米粒子形态学影响的明显降解机制.
结论:
- 碳支持的银催化剂的电化学稳定性高度依赖于银纳米颗粒的形态.
- 与火山碳相比,半孔碳支在AEMFC应用中为Ag催化剂提供了更好的稳定性.
- 调整碳支和合成方法对于优化基于Ag的电催化剂的稳定性和性能至关重要.
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