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Nature Energy: Pt-Pd-Au三元合金壳层ORR催化剂
2017-07-25 08:15   审核人:

    高效、稳定、低 Pt 载量氧还原催化剂是燃料电池阴极材料的主要研究方向,其中核壳结构 Pt 基纳米材料占据重要地位。但是,超薄壳层的结构不稳定、内核组分浸出等问题导致核壳结构材料的稳定性难以满足电池平稳运行的要求。

    有鉴于此,天津理工大学丁轶课题组、罗俊课题组与北京计算科学研究中心刘利民课题组合作在 Nature Energy 发表论文,报道了一种高活性、高稳定性、低 Pt 载量的 Pt-Pd-Au 三元合金氧还原催化剂(https://www.nature.com/articles/nenergy2017111)

图1. 纳米多孔金Au-Pd-Pt(NPG-Pd-Pt)10000、30000、100000圈循环后样品的电化学性能

     依据Au、Pd、Pt 三种金属原子扩散速率、电负性的不同,研究人员采用电化学循环伏安法对亚纳米尺度 Pt-Pd-Au 壳层的表面结构进行处理,最终获得兼具高活性和高稳定性的 Pt-Pd-Au 三元合金壳层氧还原催化剂。该催化剂的质量活性是商业 Pt/C 15倍,稳定性测试70000圈后仍保持不变。该研究成果已于2017年8月发表于Nature Energy。该论文得到了国家973计划、国家自然科学基金、国家青年千人计划的支持。

 

 2. 催化剂NPG-Pd-Pt的高分辨HAADF图和原子分辨EDS-Mapping

 

 

 3. NPG-Pd-Pt循环10000(a-e) 30000(f-j) 后的高分辨HAADF图和原子分辨EDS-Mapping

 4. Pt-Pd-Au(111) Pt(111)表面的ORR活性理论计算

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