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YACOO:美在Pt3Ni八面体表面掺杂过渡金属,燃料电池获突破性进展

2015-06-18 来源:亚科官网

       

 关键词:燃料电池;催化剂;掺杂

对于质子交换膜(PEM)燃料电池来说,阳极和阴极的反应都需要用到催化剂来降低它们的电化学过电位(overpotential)。到目前为止,金属铂(Pt)由于良好的电催化活性,已经成为最普遍的选择。不过,铂价格过高,科学家们又通过制备铂与其它金属的二元合金来降低成本,铂-镍(Pt-Ni)合金就是其中之一。不过虽然铂-镍合金催化氧还原反应(Oxygen reduction reaction, ORR)活性还不错,但纳米结构中的镍元素会随着腐蚀性的氧还原反应条件逐渐消失,从而导致催化剂的耐久性不好,因此在实际应用中也并不常见。
最近,美国加州大学的研究人员利用“一锅法”在工业炭黑上制备高度分散Pt3Ni八面体,同时,在其表面掺杂了各种过渡金属得到M-Pt3Ni/C,其中M = V, Cr, Mn, Fe, Co, Mo, W, or Re。掺杂后的氧还原反应催化剂同时具有高反应活性和高耐久性,特别是其中的Mo-Pt3Ni/C,其表面比活性为10.3 mA/cm2,质量比活性为6.98 A/mgPt,分别是商用Pt/C催化剂的81倍和73倍。
研究人员使用Pt(acac)2和Ni(acac)2作为金属前体,炭黑作为支撑剂,DMF作为溶剂和还原剂,苯甲酸作为结构导向剂。掺杂剂前体Mo(CO)6与Pt(acac)2和Ni(acac)2一起加入Pt3Ni/C的DMF悬浮液中,随后在170℃下反应48小时,得到Mo-Pt3Ni/C。
来源:X-MOL行业资讯
 
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