ACS Catalysis：高压充氮超稳定燃料电池催化剂用于ORR

Nanoyu

2021-04-23

在驱动燃料电池的氧还原反应（ORR）条件下，通过优化其稳定性，可以在燃料电池汽车的整个使用寿命中保持Pt基催化剂的质量活性。

近日，美国布鲁克海文国家实验室Kurian A. Kuttiyiel，韩国能源研究所Gu-Gon Park报道了一种现成的PtCo核−壳纳米颗粒催化剂通过调节颗粒中的氮掺杂量来保持其电化学比表面积，从而在100万次循环中提高了稳定性。

文章要点

1）与商用Pt/C催化剂相比，高压注氮的PtCo/C催化剂的质量活性提高了2倍，耐久性提高了5倍，在18万次循环后仍保持了初始质量活性的80%，并且即使在100万次加速应力试验后仍保持了核壳结构。据了解，先前还没有报道过可以持续100万次循环的催化剂。最佳构型（Pt40Co36N24/C）在30000次循环后保持了93%的ECSA，而初始半波电位仅降低了6 mV。因此，所提出的构型是商业Pt/C催化剂的一种合适的替代方案，而后者在类似条件下ECSA降低了40%。

2）同步加速器研究结合对分布函数分析表明，在核−壳纳米颗粒中诱导更多的氮可以提高催化剂的耐久性。

参考文献

Eunjik Lee, et al, High Pressure Nitrogen-Infused Ultrastable Fuel Cell Catalyst for Oxygen Reduction Reaction, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c00395

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c00395