调节单原子Pt协调用于增强的低温氨燃料电池电催化
Tong Wu1,2, Xingyu Wang3, Qin Yang1
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, National University of Singapore, Singapore, 117585, Republic of Singapore.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|July 27, 2025
概括
这项研究引入了一种新的单原子催化剂 (SAC),用于直接氨燃料电池 (DAFC). 催化剂提高了氨氧化和氧降低反应的效率,使得用更少的可以产生更高的功率.
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:
- 低温直接氨燃料电池 (DAFC) 提供按需的清洁电力,但效率低.
- 这种低效率源于氨氧化反应 (AOR) 和氧减少反应 (ORR) 的缓慢动力学.
- 传统 (Pt) 电催化剂的高成本需要降低金属负载,同时提高活性.
研究的目的:
- 设计和合成一个双功能单原子催化剂 (SAC),对AOR和ORR都有增强的活性.
- 为DAFC应用研究Pt SACs的结构-活性关系.
- 为了证明合理设计的SAC在改善DAFC性能方面的有效性.
主要方法:
- 合成和表征一种具有调制协调的新型Pt SAC (Pt-DG-1).
- 与商业Pt/C相比,对Pt-DG-1进行AOR和ORR的电化学评估.
- 将Pt-DG-1集成到DAFC中,以评估功率密度和Pt负载.
- 在现场外隔离的纳米粒子增强拉曼光谱 (SHINERS) 探测反应机制.
主要成果:
- 优化的Pt SAC (Pt-DG-1) 显示出优越的AOR (1.23 A mgPt-1) 和ORR (7.98 A mgPt-1) 质量活动.
- 使用 Pt-DG-1 的 DAFC 实现了 21.8 mW cm-2 的峰值功率密度,低 Pt 负载为 0.034 mg cm-2 .
- 在ORR期间,SHINERS揭示了较低的*OH覆盖率,并在Pt-DG-1上的AOR期间抑制了*NOx中毒.
结论:
- 合理设计的Pt SAC可以显著提高DAFC中AOR和ORR的催化活性.
- 开发的Pt-DG-1催化剂为具有成本效益和高性能的DAFC提供了一个有希望的途径.
- 了解反应中间体和中毒物种对于优化燃料电池应用的SAC设计至关重要.
更多相关视频
12:12On the Preparation and Testing of Fuel Cell Catalysts Using the Thin Film Rotating Disk Electrode Method
Published on: March 16, 2018
22.2K
12:08Catalytic Reactions at Amine-Stabilized and Ligand-Free Platinum Nanoparticles Supported on Titania During Hydrogenation of Alkenes and Aldehydes
Published on: June 24, 2022
3.7K
