在CoNi混合氧化物支和PdPt纳米合金之间强大的电子合使得高度活跃和持久的氧气还原反应成为可能
Dinesh Bhalothia1, Ashima Bagaria2, Amisha Beniwal3
1Department of Electronics and Communication Engineering, Manipal University Jaipur, Rajasthan, 303007, India. dinesh.bhalothia@jaipur.manipal.edu.
这项研究开发了一种新的- (PdPt) 纳米合金催化剂,用于性燃料电池的- (CoNi) 混合氧化物支. 新的催化剂显著提高了氧降解反应 (ORR) 的性能和稳定性,使用最小的贵金属.
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:
- 有效和稳定的电催化剂,减少贵金属负载,对于促进性燃料电池的氧降解反应 (ORR) 至关重要.
- 目前的催化剂通常依赖于高贵金属含量,增加成本并限制广泛采用.
研究的目的:
- 制造和表征一种具有超低 (Pt) 含量的新型四级催化剂 (PdPt-CoNi),以提高ORR活性和稳定性.
- 为了研究PdPt纳米合金和CoNi混合氧化物支之间的协同作用.
主要方法:
- 在CoNi混合氧化物矩阵上制造PdPt纳米合金.
- 在性介质 (0.1 M KOH) 中对催化剂的ORR性能进行电化学表征.
- 在Co,Ni,Pd和Pt边缘进行现场X射线吸收光谱 (XAS) 探测金属支相互作用.
- 加速耐久性测试 (ADT) 评估长期稳定性.
主要成果:
- PdPt-CoNi催化剂 (∼2重%Pt) 的质量活动是商业J.M.-Pt/C (20重%) 的48倍和28倍,分别为0.85V和0.90V与RHE.
- 催化剂表现出异常的长期稳定性,在20,000个ADT循环后保持100%的活性.
- 在现场的XAS揭示了强大的金属支相互作用,Co和Ni域向Pd/Pt位点捐赠电子,增强ORR动力学.
- 碳支持的PdPt纳米合金在类似条件下显示出显著的活动下降,突出显示了CoNi氧化物支持的重要性.
结论:
- PdPt纳米合金和CoNi混合氧化物支之间的协同作用是实现高ORR活性和稳定性的关键.
- 这项工作为开发下一代电催化剂提供了一个有希望的途径,用于性燃料电池,该电催化剂的贵金属负载显著减少.
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