揭示了原子扩散途径,用于在Co-N-C上以特殊的PEMFC性能形成尺寸控制的金属间Pt
Wenxuan Lu1, Simin Wang1, Yuxuan Xu2
1Institute of Clean Coal Technology, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China.
ACS applied materials & interfaces
|March 3, 2026
概括
研究人员开发了一种新方法,通过控制扩散,为燃料电池制造高效的基催化剂. 这项创新显著减少了的使用,同时提高了氧减氧反应 (ORR) 的功率密度和稳定性.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 将金属间 (Pt) 合金与单原子金属--碳 (M-N-C) 支集成为催化提供了协同效应的好处.
- 之前试图将这些材料用于燃料电池的组合,结果不令人满意,原子扩散和合金机制不清楚.
研究的目的:
- 阐明在单原子M-N-C支上以Pt为基础的金属间催化剂在现场形成的原子扩散和合金路径.
- 开发高活性和稳定的催化剂,用于氧降解反应 (ORR),降低Pt负荷.
主要方法:
- 控制合成不同含量的--碳 (CoNC) 材料.
- 在现场表征和密度函数理论 (DFT) 计算以确定原子扩散路径.
- 用于H2-空气燃料电池性能评估的膜电极组件 (MEAs) 的制造和测试.
主要成果:
- 合成的Pt3Fe-Co@5CoNC催化剂在半细胞ORR测试中表现出色.
- MEA 实现了低 Pt 使用 (0.175 g kW-1),良好的稳定性 (12.5 mV 损耗在 0.8 A cm-2),以及超高功率密度 (1.717 W cm-2 在 0.429 V).
- DFT计算揭示了低协调Co-N3-C的扩散路径到L12-Pt3Fe纳米粒子,以及高协调Co-N4-C通过Pt-Co-N4相互作用的稳定作用.
结论:
- 在单原子CoNC支上建立了一个清晰的原子扩散和合金路径,以在现场形成基于Pt的金属间催化剂.
- 开发的催化剂对ORR表现出卓越的性能和稳定性,使得Pt负荷显著降低.
- 这些发现为设计使用其他单原子支物,如Ni-NC,Fe-NC和Cu-NC的先进催化剂提供了基础.
关键词:
CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC CoNC在PEMFC中,PEMFC是最重要的.原子扩散是一种原子扩散.在现场形成培训.尺寸控制的金属间Pt.更多相关视频
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