通过稳定的燃料电池的内粒原子排序,抑制多晶催化剂中的金属溶解
Eungjun Lee1,2, Haneul Jin3, Hyesung Jo4
1Center for Hydrogen and Fuel Cells, Korea Institute of Science and Technology (KIST), Seoul, 02792, Republic of Korea.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|May 6, 2025
概括
研究人员开发了具有稳定的Ni3Pt5相的新型多粒度-白金 (NiPt) 纳米催化剂. 这些催化剂在质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 中表现出卓越的性能和耐用性,显著减少了的溶解.
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:
- 开发稳定,高性能催化剂对于燃料电池技术至关重要.
- 结构性降解和元素溶解限制了当前催化剂的长期运行.
研究的目的:
- 设计和合成具有增强稳定性和催化活性的新型多粒度NiPt纳米催化剂.
- 研究原子排序的Ni3Pt5相在提高催化剂耐用性和性能方面的作用.
主要方法:
- 超声波辅助合成,以促进原子转移,并在NiPt纳米晶体中形成Ni3Pt5相.
- 催化剂结构和组成的表征.
- 在轻型和重型车辆条件下对质子交换膜燃料电池的性能测试.
主要成果:
- 成功合成了具有嵌入式Ni3Pt5相的多颗粒NiPt纳米催化剂.
- 在轻功率条件下实现了高质量活性 (0.94 A mgPt-1) 和电流密度 (421 mA cm-2 @ 0.8 V),在测试后保持了78%的活性.
- 在重型条件下表现出优越的耐用性,超过了美国能源部的目标,Pt利用损失和功率下降最小.
结论:
- 原子排序的Ni3Pt5相对于稳定NiPt纳米晶体至关重要,增强了催化活性和耐久性.
- 嵌入Ni3Pt5纳米催化剂代表了下一代质子交换膜燃料电池的有希望的进步.
- 这项工作通过合理的催化剂设计来解决燃料电池长期运行的关键挑战.


