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Adv Mater：单原子Pt催化剂实现超高能量密度燃料电池

纳米技术
2023-11-15


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发展高功率密度的低Pt催化剂是发展高性能燃料电池的关键挑战。

有鉴于此，北京化工大学潘军青等发展了一种具有超高输出功率的新型超级燃料电池催化剂，这种超级燃料电池使用双电层电容（EDLC，electric double-layer capacitance）和氧还原并联放电实现优异的性能。

主要内容：

（1）

通过单原子Pt修饰在双金属MOF衍生的空心多孔碳纳米棒，得到一种单原子Pt催化剂，命名为PtSA/HPCNR。PtSA/HPCNR的催化活性比20 % Pt/C构筑的燃料电池瞬态比功率密度高3.4倍，通过独特的自放电机理和能量存储功能，实现了13.3倍更长久的放电时间。

（2）

通过XAFS、AC-HAADF-STEM表征技术结合DFT理论计算，说明修饰在碳缺陷的Pt单原子显著增强电子转移、ORR催化活性、催化持久性、催化速率。

通过“ORR+双电层电容”克服传统燃料电池的缓慢ORR电催化反应问题。这项工作有助于发展低Pt催化剂和高能量密度燃料电池。


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参考文献

Lulu Chai, Jinlu Song, Anuj Kumar, Rui Miao, Yanzhi Sun, Xiaoguang Liu, Ghulam Yasin, Xifei Li, Junqing Pan, Bimetallic‐MOF Derived Carbon with Single Pt Anchored C4 Atomic Group Constructing Super Fuel Cell with Ultrahigh Power Density And Self‐change Ability, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202308989

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202308989



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