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qiang0303木蟲 (正式寫手)
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[交流]
EES大作：細(xì)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(jìn)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(zhuǎn)自：儲(chǔ)能幫 最近，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)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(jié)構(gòu)的鉑-鐵顆粒，并在多孔碳（Pt-Fe@C）中俘獲它們，以此來(lái)提高納米催化劑對(duì)于氧還原反應(yīng)（ORR）的性能和耐用性。這種氧還原反應(yīng)的納米催化劑在實(shí)際應(yīng)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(guān)文獻(xiàn)中報(bào)道的金屬間催化劑相比，這種催化劑具有最佳增強(qiáng)效果。加速耐久性測(cè)試已經(jīng)引起有序結(jié)構(gòu)發(fā)生微小變化，并且在惡劣的電化學(xué)條件下，成千上萬(wàn)的潛在周期也導(dǎo)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(jié)構(gòu)及由該多孔碳提供的密閉效應(yīng)。納米顆粒(Pt-Fe@C)的應(yīng)用對(duì)于性能優(yōu)化，降低成本和提高燃料電池的實(shí)際應(yīng)用是一種新策略。 總結(jié)，這項(xiàng)工作報(bào)告一個(gè)全新和簡(jiǎn)單的方法制備細(xì)粒度和較好分散地PtFe顆粒，具有完全 有序的fct結(jié)構(gòu)。嵌入在無(wú)定型碳中的鐵納米顆粒對(duì)Pt的沉積伴有還原劑和成核劑的作用。由于碳載體多孔結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)限域效應(yīng)，截留的Fe和Pt顆粒可以在900度轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘匍g相，且不會(huì)出現(xiàn)之前觀察到的異常晶粒生長(zhǎng)現(xiàn)象。在相同的測(cè)試條件下，與僅有Pt存在的催化劑和其他鉑鐵結(jié)構(gòu)（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(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)有關(guān)，這種結(jié)構(gòu)有益于增強(qiáng)催化性能，且在極端的電化學(xué)測(cè)試下，可以減少鐵的腐蝕以及鉑的溶解，從而增強(qiáng)了化學(xué)穩(wěn)定性。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)際應(yīng)用中減少了鉑用量。 參考文獻(xiàn)：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(xué)組成和結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu) Fig. 4 電化學(xué)性能表征 Fig. 5 加速耐久性測(cè)試結(jié)果 Fig. 6 Pt 用量減少后的性能評(píng)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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