超低铂合金与纳米碳结构直接集成的高效氧还原催化剂的设计（英文）

作者：Shahid Zaman; 田新龙; 苏亚琼; 蔡卫卫; 严雅; 齐瑞娟; Abdoulkader Ibro Douka; 陈圣华; 游波; 刘宏芳; 丁书江; 郭兴蓬; 夏宝玉^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(21): 2207-2216.

• Fuel cells
• Oxygen reduction reaction
• Electrocatalyst
• Low-platinum alloy
• Nanocarbon

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 mgPt-1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 mgPt-1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.

• 单位
  华中科技大学; 电力设备电气绝缘国家重点实验室; 华东师范大学