功率性能是质子交换膜燃料电池商业应用的主要瓶颈,它取决于阴极催化剂层的催化活性、氧传质和质子传导性能。而要解决所有这些关键因素,需要对催化剂进行整体设计。在这里,韩国基础科学研究所Yung-Eun Sung、Taeghwan Hyeon提出了一种简单的固态合成方法来解决这些问题。
本文要点:
1),作者通过将[Co(2,2′-联吡啶)3][PtCl6]双金属化合物热分解为具有碳保护的亚5nm大小的金属间Pt-Co纳米颗粒,并在其上可形成具有压缩应变的刚性Pt表层。该催化剂除了具有高本征活性外,还具有高电化学表面积。
2) 此外,该催化剂介孔碳载体上的N掺杂和高度稳定的Co结构可以促进氧传质和质子传导。在单电池测试中,该催化剂在0.67 V(阴极负载为0.1 mgPt cm−2)下实现了1.18 W cm−2和5.9 W mgPt−1的功率密度,而在测试结束时电压损失仅为29 mV。
Tae Yong Yoo et.al Scalable production of intermetallic Pt-Co electrocatalyst for high-power proton-exchange-membrane fuel cell EES 2023
DOI: 10.1039/D2EE04211H
https://doi.org/10.1039/D2EE04211H