开发高效的铂(Pt)基电催化剂对于燃料电池的发展具有极其重要的意义.本文报道了一种氮掺杂纳米碳结构包覆的超低Pt合金集成电催化剂并用于燃料电池氧还原反应.该Pt基催化剂复合材料在0.9 V vs.RHE的电位下展现出3.46 A mg^(-1)_(Pt)质...开发高效的铂(Pt)基电催化剂对于燃料电池的发展具有极其重要的意义.本文报道了一种氮掺杂纳米碳结构包覆的超低Pt合金集成电催化剂并用于燃料电池氧还原反应.该Pt基催化剂复合材料在0.9 V vs.RHE的电位下展现出3.46 A mg^(-1)_(Pt)质量活性,并且在10000圈循环后几乎没有衰减.单电池测试结果表明,其Pt利用率高达10.22 W mg^(-1)_(Pt)阴极,并具有30000圈循环的优异耐久性.实验和理论研究表明,将Co/Ni掺入Pt晶格可产生具有最佳Pt-O结合能的高应变Pt结构,这可显著加快反应动力学.氮掺杂纳米碳结构和活性Pt组分产生的协同催化作用是提高催化活性的主要原因,同时增强的金属-载体相互作用和优化的亲水性能可促进传质过程和水管理.这项工作可为燃料电池及其他领域的低Pt集成电催化剂的设计提供重要见解.展开更多
基金the National Natural Science Foundation of China(22075092 and 21805104)the Program for Huazhong University of Science and Technology(HUST)Academic Frontier Youth Team(2018QYTD15)The Innovation and Talent Recruitment Base of New Energy Chemistry and Device(B21003)。
文摘开发高效的铂(Pt)基电催化剂对于燃料电池的发展具有极其重要的意义.本文报道了一种氮掺杂纳米碳结构包覆的超低Pt合金集成电催化剂并用于燃料电池氧还原反应.该Pt基催化剂复合材料在0.9 V vs.RHE的电位下展现出3.46 A mg^(-1)_(Pt)质量活性,并且在10000圈循环后几乎没有衰减.单电池测试结果表明,其Pt利用率高达10.22 W mg^(-1)_(Pt)阴极,并具有30000圈循环的优异耐久性.实验和理论研究表明,将Co/Ni掺入Pt晶格可产生具有最佳Pt-O结合能的高应变Pt结构,这可显著加快反应动力学.氮掺杂纳米碳结构和活性Pt组分产生的协同催化作用是提高催化活性的主要原因,同时增强的金属-载体相互作用和优化的亲水性能可促进传质过程和水管理.这项工作可为燃料电池及其他领域的低Pt集成电催化剂的设计提供重要见解.