ChemCatChem:具有高活性和优异耐久性的PdNi纳米框架结构电催化剂

  • A+

近年来,随着阴离子交换膜稳定性和离子电导率等性能的显着提高,阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)受到广泛关注。对比于目前较为成熟的质子交换膜燃料电池(PEMFC),AEMFC的碱性工作环境使得价格低廉的过渡金属能够更稳定地运用于燃料电池阴极端,成为高效稳定的氧还原(ORR)催化剂。Pt 是燃料电池中最常用的催化剂,然而由于其较低的储量和高昂的价格,现在亟需用其他更廉价和活泼的材料来代替 Pt。Pd在地壳中的含量远高于Pt,同时,在碱性介质中,Pd具有与 Pt 催化剂相当甚至更好的 ORR 性能。因此,Pd具有极大的潜力替换Pt从而成为更好的AEMFC阴极催化剂。但是,制备高催化活性同时且具备高稳定性的Pd基催化剂仍然存在很大的挑战。为了进一步提升活性,常见的策略是引入Fe Co Ni等过渡金属与Pd形成合金。然而在强碱性条件下,上述过渡金属在工作电位下依旧会出现易溶解在电解液中的过渡金属(氢)氧化物,从而降低催化剂的稳定性。



0

瑞典皇家理工学院(KTH)博士生Yi Yang (杨翼)和Dr. Inna Soroka利用水相伽马辐射诱导还原法制备出的Ni纳米簇为原位模板,通过电置换反应制备出一种具备高活性和优异耐久性的ORR催化剂。其高活性归功于促进氧气扩散的纳米框架结构以及由催化剂亚表面PdNi合金诱导的电子效应。该催化剂的优异的耐久性得益于覆盖在催化剂表面更稳定的富Pd原子层。该研究为开发高效且稳定的电催化剂提供一种新策略和思路。

文信息

PdNi nanoframework and nanochain catalysts with enhanced oxygen reduction reaction performance

Yi Yang*, Inna L. Soroka

文章第一兼通讯作者为博士生杨翼


ChemCatChem

DOI: 10.1002/cctc.202200941




weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论:0