与铂竞争的廉价金属组成的多元素合金作为燃料电池的电催化剂

氢能作为最清洁的可再生能源，在研究中受到了特别的关注。然而，传统的质子交换膜燃料电池(pemfc)的阴极化学反应主要依赖昂贵的铂基催化剂，这严重限制了其商业化，因为它消耗氢气并产生电能。

一种解决方案是将pemfc的酸性电解质转变为碱性。这种燃料电池被称为阴离子交换膜燃料电池(aemfc)，它们允许使用更便宜的金属元素，如Co, Ni或Mn来设计电催化剂。

中国科学技术大学高敏瑞教授领导的研究团队遵循这一解决方案，开发了一种实用的、可扩展的方法来制造新型Ni- w - cu合金亚博老虎机网登录_5．2WCu_2．2，作为aemfc的阴极。研究结果发表在自然通讯．

该团队首先培育出Cu(OH)₂三维泡沫铜骨架阳极氧化制备纳米线。然后将得到的纳米线浸入含有Ni和W元素的溶液中。经过水热合成和退火，得到了Ni-W-Cu合金。

三元倪_5．2WCu_2．2合金在碱性介质中催化氢氧化的效率是基准铂/碳阳极的4.31倍。

与可逆氢电极相比，它具有高达0.3 V的氧化电位，在此过电位下可保持高达20 h的高活性，可用于非铂族金属阳极。

该合金催化剂在20000ppm CO/H条件下仍能保持较高的活性₂混合气氛。

分析表明，Ni5.2WCu2.2合金在费米能级上的投影态密度最低，表明该合金具有最优的氢键能。多元素的合金化效应使镍基合金成为一种高活性的催化剂并具有抗氧化性。

这项工作为进一步探索由廉价金属组成的多元素合金提供了思路，从而有助于开发更高效的AEMFC阳极氢氧化催化剂。

来源:http://en.ustc.edu.cn/