在纳米纤维网络中采用极性伊米达酸框架衍生Pt-Co作为具有低Pt负载的稳定氧降低电催化剂

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 (PEMFC) 对于零碳能源系统至关重要,它们利用等燃料.
• 传统燃料电池电极中的高 (Pt) 负载,特别是用于减少氧气,由于成本和稀缺性,阻碍了广泛采用.
• 尽量减少的消耗对于燃料电池技术的经济可行性至关重要.

研究的目的:

• 合成基于Pt-Co的超低负载电催化剂,以提高氧降解反应 (ORR) 的性能.
• 研究这些新型电催化剂的结构和催化性能.
• 在燃料电池应用中减少对昂贵的依赖.

主要方法:

• 基于Pt-Co的电催化剂的合成,从微小到原子尺度的层次结构.
• 使用电和现场合成来创建Pt-Co@Pt无纳米线 (PC@PFN) 结构.
• 在纳米纤维地毯上嵌入的石化伊米达酸框架,定Pt-Co纳米粒子和非Pt站点.

主要成果:

• 开发了PC@PFN电催化剂,只有1.9%的Pt,与传统的Pt-C催化剂相比减少了20倍.
• 实现了比美国能源部2025年目标高2.8倍的质量活动.
• 证明了出色的耐用性,在8万次循环后保留了85.5%的初始活动.

结论:

• 超低Pt负载PC@PFN电催化剂表现出优越的性能和耐用性,用于减少氧气.
• 和非 () 位点之间的协同效应可能有助于增强的催化活性.
• 这一进步为实现成本效益和效率高的燃料电池技术提供了有希望的途径.