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qiang0303木蟲 (正式寫手)
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[交流]
EES大作：細粒度和充分有序的金屬間鉑-鐵催化劑顯著提高催化活性和耐久性 已有2人參與
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進一步提高催化劑的催化活性和耐久性仍然是燃料電池商業(yè)化面臨的主要挑戰(zhàn)； 轉自：儲能幫 最近，中國科學技術大學的Xin Xin Du（通訊作者） 和Yang He制備了尺寸為3.6nm且具有完全有序金屬間結構的鉑-鐵顆粒，并在多孔碳（Pt-Fe@C）中俘獲它們，以此來提高納米催化劑對于氧還原反應（ORR）的性能和耐用性。這種氧還原反應的納米催化劑在實際應用上比Pt/C商業(yè)催化劑的催化效果要高8-10倍。與其它相關文獻中報道的金屬間催化劑相比，這種催化劑具有最佳增強效果。加速耐久性測試已經(jīng)引起有序結構發(fā)生微小變化，并且在惡劣的電化學條件下，成千上萬的潛在周期也導致了輕微的活性損失。高活性和耐用性歸因于晶粒度、納米顆粒的有序結構及由該多孔碳提供的密閉效應。納米顆粒(Pt-Fe@C)的應用對于性能優(yōu)化，降低成本和提高燃料電池的實際應用是一種新策略。 總結，這項工作報告一個全新和簡單的方法制備細粒度和較好分散地PtFe顆粒，具有完全 有序的fct結構。嵌入在無定型碳中的鐵納米顆粒對Pt的沉積伴有還原劑和成核劑的作用。由于碳載體多孔結構提供了一個限域效應，截留的Fe和Pt顆粒可以在900度轉變?yōu)榻饘匍g相，且不會出現(xiàn)之前觀察到的異常晶粒生長現(xiàn)象。在相同的測試條件下，與僅有Pt存在的催化劑和其他鉑鐵結構（Pt3Fe，Pt1.4Fe，PtFe1.8）的催化劑相比，在酸性介質(zhì)中的ORR催化性能，完全有序的fct-Pt-Fe顆粒表現(xiàn)出最高的催化活性和持久性。這可能與有序PtFe的幾何結構和電子結構有關，這種結構有益于增強催化性能，且在極端的電化學測試下，可以減少鐵的腐蝕以及鉑的溶解，從而增強了化學穩(wěn)定性。這些實驗結果表明，完全有序fct-PtFe顆粒夾帶在多孔碳是一類全新的基于鉑的催化劑，且擁有所需活性，耐久性，并在PEMFC的實際應用中減少了鉑用量。 參考文獻：Du, X. X.; He, Y.; Wang, X. X.; Wang, J. N., Fine-grained and fully ordered intermetallic PtFe catalysts with largely enhanced catalytic activity and durability. Energy Environ. Sci. 2016. 詳見附件！ Fig. 1 化學組成和結構演變 Fig. 2 不同樣品的XRD衍射花樣 Fig. 3 金屬間 PtFe顆粒的有序結構 Fig. 4 電化學性能表征 Fig. 5 加速耐久性測試結果 Fig. 6 Pt 用量減少后的性能評估 [ Last edited by 溫心若水 on 2016-7-18 at 07:47 ] |
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2016-07-17 11:04:54, 5.38 M
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2樓2016-07-20 08:27:31
qingwenzhang
鐵桿木蟲 (著名寫手)
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3樓2018-09-10 11:41:16
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