新的Sulfur-Anchoring技术可能会导致经济的氢燃料电池

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2021年10月22日看过的贝森戴维斯

由于效率高、环保的特点在发电的过程中,燃料电池正变得越来越受欢迎的燃料电池汽车制造(流量控制阀),如公共汽车、叉车、汽车和飞机。然而,制造燃料电池催化剂的昂贵的性质阻碍流量控制阀的大规模生产和广泛应用。

新的Sulfur-Anchoring技术可能会导致经济的氢燃料电池。 — 示意图说明高温sulfur-anchoring的合成方法。图片来源:刘信义,姑娘刘子歌

燃料电池催化剂通常是由铂(Pt)或Pt与过渡金属合金精细涂层在多孔碳的支持。Pt是一个完美的催化材料,因为它可以忍受酸性环境和促进化学反应过程的速率。但是,它是昂贵和资源储备不足。因此,它是至关重要的建立和监控新催化剂具有高催化活性和较低的燃料电池商业化的Pt数量。

科学家们中国科技大学(科大)亚博老虎机网登录中国科学院(CAS)最近展示了一种sulfur-an亚博老虎机网登录choring技术在高温度,有效地合成小型Pt金属间化合物纳米颗粒(i-NPs)催化剂具有高质量活动和超低Pt加载。他们的研究结果已经发表在《华尔街日报》亚博老虎机网登录10月22日发表^nd。

他们还设置i-NPs库包括46种Pt纳米粒子(NPs)监控经济和持久的电极材料以及研究构效关系的i-NPs有条不紊。亚博网站下载yabo214

I-NPs引起了众多关注由于其特殊的自动命令属性和优越的催化性能在许多化学反应。然而,不可避免的金属在高温下烧结合成i-NPs是多余的,这将导致更大的微晶。

因此,它导致减少了材料的比表面积和较低的催化事件,最终减少Pt的利用率,导致燃料电池的成本大幅度上升。亚博网站下载

研究小组,由梁Haiwei机智地利用健壮Pt-sulfur化学相互作用。他们准备Pt金属间化合物sulfur-doped碳(S-C)支持以压倒NPs在高温烧结,他们可以获得自动命令i-NPs平均大小< 5海里。

S-C支持特殊anti-sintering能力透露,科学家们获得了Pt NPs剩下的平均直径< 5 nm的高温退火后近1000˚C。但是,严重的Pt烧结后注意到同样的退火过程进行商业炭黑支持。

利用anti-sintering性质,科学家们合成46种小型Pt-based i-NPs S-C支持和证明i-NPs库。光谱特性测量,结果证实了强劲Pt-S债券的化学相互作用。

此外,x射线衍射(XRD)结果显示排序程度高和体积小的i-NPs催化剂库,相应的统计调查高纬度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)观察。

基于i-NPs库,我们可以系统地研究催化剂的结构和性能之间的关系和足够的样本帮助我们筛选出高效催化剂,将在很大程度上降低燃料电池的成本。

Haiwei梁,研究铅、中国科技大学、中国科学院亚博老虎机网登录

科学家们监测i-NPs和应用”其本身就具有交换质子膜燃料电池(pemfc)。这些催化剂显示electrocatalytic优越性能对氧还原反应(ORR),特别是在H2-air质子交换膜燃料电池。尽管工党加载i-NPs 11.5倍低于Pt / C阴极,i-NPs的阴极催化剂表现出相似的功能Pt / C阴极。

这项研究提供了一个常见的方法合成的Pt合金催化剂用于氢燃料电池。这个过程提出了Pt的数量减少的可能性,从而降低燃料电池的成本。