金屬摻雜極大提升Pt3Ni八面體的氧還原活性
對(duì)于質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池，陽(yáng)極和陰極的反應(yīng)都需要用催化劑來(lái)降低它們的電化學(xué)過(guò)電位(overpotential)。迄今為止，金屬鉑(Pt)由于良好的電催化活性，已經(jīng)成為最普遍的選擇。不過(guò)，鉑價(jià)格過(guò)高，科學(xué)家們又通過(guò)制備鉑與其它金屬的二元合金來(lái)降低成本，鉑-鎳（Pt-Ni）合金就是其中之一。不過(guò)雖然鉑-鎳合金催化氧還原反應(yīng)(Oxygen reduction reaction, ORR)活性還不錯(cuò)，但納米結(jié)構(gòu)中的鎳元素會(huì)隨著腐蝕性的氧還原反應(yīng)條件逐漸消失，從而導(dǎo)致催化劑的耐久性不好，因此在實(shí)際應(yīng)用中也并不常見(jiàn)。
最近，美國(guó)一所大學(xué)的研究人員利用“一鍋法”在工業(yè)炭黑上制備高度分散Pt3Ni八面體，同時(shí)，在其表面摻雜了各種過(guò)渡金屬得到M-Pt3Ni/C，其中M = V, Cr, Mn, Fe, Co, Mo, W, or Re。摻雜后的氧還原反應(yīng)催化劑同時(shí)具有高反應(yīng)活性和高耐久性，特別是其中的Mo-Pt3Ni/C，其表面比活性為10.3 mA/cm2，質(zhì)量比活性為6.98 A/mgPt，分別是商用Pt/C催化劑的81倍和73倍。
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