丙硫醇辅助合成石墨化碳载Pt纳米颗粒以提高燃料电池启停性能

石墨化碳作为质子交换膜燃料电池的阴极催化剂载体,虽然在增强催化剂抗腐蚀性方面具有显著优势,但由于其孔隙率低,缺乏缺陷结构,在石墨化碳载体上制备小尺寸Pt纳米颗粒依然面临挑战。本文报道了一种使用丙硫醇辅助浸渍法,来实现石墨化碳上Pt纳米颗粒的尺寸控制。研究表明,丙硫醇在浸渍过程中与Pt配位形成的配位络合物,在随后的热还原过程转化为硫掺杂碳涂层,从而保证了石墨化碳上小尺寸Pt纳米颗粒的合成。由于有效的尺寸控制,相比于传统浸渍法,此方法所制备的阴极催化剂具有更高的燃料电池性能。我们使用美国能源部(DOE)推荐的耐久性测试方案对所合成的催化剂进行了加速应力测试。在1.0–1.5 V电压区间循环5000圈后,所制备催化剂在1.5 A·cm^(-2)电流密度处的电压损失仅为10 mV,可以忽略不计,达到了DOE载体耐久性目标(30 mV)。