高负荷PtCo金属间化合物的种子介导合成提高了氧降解反应的催化效率和长期稳定性

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:

• 原子排序的金属间基于Pt的纳米粒子是燃料电池阴极中氧降解反应 (ORR) 的先进电催化剂.
• 传统合成需要高热温度,导致粒子生长和反应能力降低.
• 需要耐用,高性能ORR电催化剂用于重型车辆 (HDV) 应用.

研究的目的:

• 为了合成4nm以下,均分布的PtCo金属间化合物 (PtCo-IMCs),具有高含量,用于ORR.
• 为了优化热温度,以提高订制,合金和催化性能.
• 评估PtCo-IMCs在HV燃料电池应用中的催化活性和耐用性.

主要方法:

• 使用纳米颗粒作为核化场所合成碳支持的PtCo-IMCs.
• 高温回火优化,在800°C时观察到峰值性能.
• 粒子大小,分布,排序和合金的表征.
• 对ORR活性和耐久性的电化学测试,包括加速耐久性测试 (ADT).

主要成果:

• 成功合成了具有4nm以下颗粒大小和均分布的PtCo-IMC.
• PtCo-800催化剂的质量活性 (MA) 分别是商业Pt/C和无序PtCo的2.7倍和1.8倍.
• 在3万个ADT循环后,最小的电压损失 (27mV在2A cm−2) 证明了特殊的长期稳定性.

结论:

• 在800°C的优化化产生了具有优越ORR活性和耐久性的高度排序的PtCo-IMC.
• 开发的PtCo-IMC是重型汽车燃料电池的有希望的电催化剂.
• 这种方法为制备高负载,耐用的ORR电催化剂提供了有效的途径.