为了扩大Pt-纳米催化剂的声化学合成
Henrik E Hansen1, Thea B Berge2, Frode Seland2
1Electrochemistry Group, Department of Materials Science and Engineering, Faculty of Natural Sciences. Norwegian University of Science and Technology (NTNU), NO-7491 Trondheim, Norway; Department of Energy and Process Engineering, Faculty of Engineering, Norwegian University of Science and Technology (NTNU), NO-7491 Trondheim, Norway.
在扩展过程中,声化学合成保持了纳米粒子的特性. 这种方法确保了质子交换膜燃料电池中氧降解反应 (ORR) 的持续粒子大小和催化活性,降低了成本.
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
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 具有成本效益的,大规模的电催化剂生产对于电化学能源设备至关重要.
- 当前的化学还原方法在扩展过程中面临着在保持一致的粒子特性 (大小,活性) 方面面临的挑战.
- 声化学合成为持续生产还原剂提供了一个潜在的解决方案,保持稳定的反应条件.
研究的目的:
- 为了研究 (Pt) 纳米颗粒的声化学合成的可扩展性.
- 为了证明减少条件和Pt-纳米粒子特性在反应堆体积增加时的维持.
- 评估声化学合成对于大规模电催化剂生产的适用性.
主要方法:
- 在200毫升和800毫升的反应器体积中,Pt纳米粒子的声化学合成.
- 使用TiOSO4剂量计,声化学发光成像,声功率测量和Pt (II) 减少率来评估减少条件.
- 通过循环电压测量,CO剥离,演变,氧降解反应 (ORR) 测量和电子显微镜评估纳米粒子特性.
主要成果:
- 在将反应堆体积从200毫升扩大到800毫升时,成功保持了减少条件.
- 类似的Pt-纳米颗粒尺寸 (在200mL时达到2.1~0.3nm,在800mL时达到2.3~0.4nm) 得到了实现.
- 在不同尺度上观察到氧降解反应 (ORR) 的一致催化活性.
结论:
- 声化学合成在反应堆体积增加时提供稳定的还原条件和一致的Pt-纳米粒子特性.
- 该方法适用于用于电化学能量转换装置的Pt纳米粒子的大规模生产.
- 这种方法可以有助于降低燃料电池电催化剂的成本.
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