北大燃料電池新型低鉑催化劑獲新進展
時間:2018-06-14 14:38來源:高工鋰電 作者:綜合報道
點擊:
次
質子交換膜燃料電池的商業化應用受限于陰極緩慢的氧還原動力學。目前，最有效提高氧還原催化活性的策略是通過過渡金屬M(M=Fe,Co,Ni,Cu等)與貴金屬Pt合金化調控，來優化催化劑和含氧物種之間的鍵合能，進而增強氧還原催化活性。
最新研究表明，相對于表面催化劑，界面催化劑可以提供另一種有效的方式增強氧還原催化活性。然而如何設計具有新的界面增強機理的高效界面催化劑仍是一個巨大挑戰。由于具有高的電導和熱導率，優異的機械強度、硬度、化學穩定性以及耐腐蝕性，近年來過渡金屬的碳化物獲得相當大的關注。創建一個新的界面催化劑通過結合PtM和過渡金屬的碳化物仍然是一個巨大的挑戰。
為解決這些問題，北京大學工學院郭少軍團隊設計開發了一種新型啞鈴狀的PtFe-Fe2C納米粒子。這種啞鈴狀的PtFe-Fe2C納米粒子是通過碳化啞鈴狀的PtFe-Fe3O4納米粒子獲得(圖1a)。電化學測試表明，該催化劑在酸性介質中的氧還原的比活性和質量活性分別達到了3.53mAcm2和1.50Amg1，比商業Pt/C分別高出11.8和7.1倍，且具有極為優異的電化學穩定性，經歷5000個循環催化劑的活性幾乎沒有衰減。
研究團隊進一步計算研究發現，這種獨特結構具有一種新穎的無障礙的界面電子傳輸機理，更有利于電催化反應的進行從而提高電催化活性(圖1b)。這種無障礙的界面電子傳輸機理還能擴展到其它電催化系統中，例如電催化析氫反應和過氧化氫電催化還原。該催化劑在酸性介質中析氫的比活性達到了28.2mAcm2，比商業Pt/C分別高出2.9倍。
基于該催化劑過氧化氫電化學傳感器的檢測限達到2nM。該工作對電催化理論研究和新型高效燃料電池電催化劑的開發具有指導意義，也為下一代高性能低成本電催化劑的結構設計提供了新思路。
圖1
圖1.a)合成示意圖；b)PtFe-Fe3O4納米粒子；c)PtFe-Fe2C納米粒子；d)DFT計算
該工作由北京大學工學院郭少軍團隊完成。郭少軍為論文的通訊作者，博士后賴建平和香港理工大學黃博龍博士為共同第一作者。該項目得到國家自然科學基金、科技部重點研發計劃和千人計劃等項目支持。
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：[email protected]
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：[email protected]
猜你喜歡
-
提高燃料電池穩定性 “熱縮冷脹”材料來幫忙新知
2021-03-25 09:35 -
GIST利用草酸鈷催化劑提升鋰硫電池壽命
2021-03-03 08:56 -
研究人員通過減少鎳含量 改善陶瓷燃料電池的穩定性和性能
2021-02-19 10:06 -
研究發現：交聯劑長度影響AEM燃料電池性能
2020-12-24 08:48 -
研究人員設計高活性無PGM鈷基催化劑 可用于燃料電池
2020-12-20 16:24 -
研究人員開發突破性材料 解決燃料電池散熱問題
2020-12-14 08:35 -
仁川國立大學利用碳殼保護鉑催化劑 提升甲醇燃料電池性能
2020-12-10 10:39 -
IIT利用新型催化劑開發鋰空氣電池 充放電1200次仍保持初始性能
2020-12-03 08:56 -
研究機構合作開發下一代HT-PEM燃料電池技術
2020-11-11 10:23 -
低成本耐腐蝕催化劑可降低電解水制氫的成本
2020-11-09 18:22
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
提高燃料電池穩定性 “熱縮冷脹”材料來幫忙新知
2021-03-25 09:35 -
GIST利用草酸鈷催化劑提升鋰硫電池壽命
2021-03-03 08:56 -
研究人員通過減少鎳含量 改善陶瓷燃料電池的穩定性和性能
2021-02-19 10:06 -
研究發現：交聯劑長度影響AEM燃料電池性能
2020-12-24 08:48 -
研究人員設計高活性無PGM鈷基催化劑 可用于燃料電池
2020-12-20 16:24 -
研究人員開發突破性材料 解決燃料電池散熱問題
2020-12-14 08:35 -
仁川國立大學利用碳殼保護鉑催化劑 提升甲醇燃料電池性能
2020-12-10 10:39 -
IIT利用新型催化劑開發鋰空氣電池 充放電1200次仍保持初始性能
2020-12-03 08:56
本月熱點
-
2020年鋰電池行業研究報告
2021-05-11 11:24 -
突發｜深圳一鋰電企業停止經營、解散員工！
2021-05-11 10:02 -
4月我國動力電池裝車量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack內鐵鋰和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充電中性鋅空氣電池：進展，挑戰和未來
2021-05-19 10:59 -
揭開贛鋒鋰業的家底
2021-06-03 09:46 -
“電池荒”來襲，生產純電動汽車的車企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22 -
關于征集《鋰離子電池用連續式真空干燥系統技術規范》等兩項行業標準的函）征求意見程序
2021-05-31 22:53
企業微信號
微信公眾號