铜量身定制的-催化剂促进氧化,抑制寄生性氧减少,用于耐用燃料电池
Lei Zhu1, Xiao-Long Zhang1, Yu Yang1
1Division of Nanomaterials & Chemistry, Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China, Hefei, 230026, P.R. China.
一种新型的-催化剂 (MoNi3.6Cu0.4) 有效地催化氧化,同时抑制性介质中的氧减少,提高燃料电池的耐用性和减少腐蚀. 这一突破为聚合物电解质燃料电池提供了具有成本效益的替代方案.
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:
- 在聚合物电解质燃料电池 (PEFC) 中减轻逆电流衰变 (RCD) 的现有策略往往会增加系统的复杂性和成本.
- 在PEFC中启动/关闭期间的阴极腐蚀仍然是一个重大挑战,限制了运行寿命.
- 在过渡状态期间的寄生性氧减少反应 (ORR) 会导致界面电位跳跃,加剧腐蚀.
研究的目的:
- 为交膜燃料电池 (AEMFCs) 开发一种非高尚的电催化剂,可以减轻RCD.
- 创建一种催化剂,有效催化氧化反应 (HOR),同时在性介质中对ORR无活性.
- 为了提高燃料电池阳极的耐腐蚀性.
主要方法:
- 用铜合金 (MoNi3.6Cu0.4) 作非高贵电催化剂的合成.
- 在性介质中对催化剂对HOR和ORR的活性进行电化学表征.
- 在离子交换膜燃料电池 (AEMFC) 的阳极中组装催化剂,用于性能评估.
- 研究铜剂对水和氧吸附界面的作用.
主要成果:
- 在性介质中,MoNi3.6Cu0.4催化剂证明了高效的HOR催化,并抑制了ORR活性.
- 使用MoNi3.6Cu0.4阳极的AEMFC与最先进的碳支金 (Pt/C) 催化剂相比,具有显著改善的耐腐蚀性.
- 发现铜剂增强了HOR的结,削弱了氧吸附,同时稳定了ORR抑制的基吸附.
结论:
- 开发的MoNi3.6Cu0.4电催化剂通过选择性催化HOR和抑制ORR有效地解决了AEMFC中的RCD问题.
- 这种非高尚的催化剂为改善燃料电池的耐用性和运行稳定性提供了一个有希望的,具有成本效益的解决方案.
- 了解铜在调节水和氧相互作用的作用,为未来的催化剂设计提供了洞察力.
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