中美合作燃料電池陰極高效氧還原催化劑研究獲突破

中美合作燃料電池陰極高效氧還原催化劑研究獲突破

北京大學(xué)、蘇州大學(xué)，以及美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員組成的聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)在燃料電池陰極高效氧還原催化劑研究方面取得重大突破：通過(guò)化學(xué)油相合成并精細(xì)表征了具有特殊結(jié)構(gòu)的六方PtPb合金納米片，評(píng)價(jià)了該材料的氧還原和醇氧化催化性能，并基于量化計(jì)算結(jié)果證明，膨脹晶格應(yīng)力對(duì)Pt（110）面的催化性能有較大的促進(jìn)作用。這一全新活性位點(diǎn)的提出突破了人們對(duì)晶格應(yīng)力作用的傳統(tǒng)理解，為高性能電催化材料的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)指出了新方向，也為下一代高性能、低成本燃料電池電催化劑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新思路。

該聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種基于膨脹晶格應(yīng)力的新型催化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該催化劑的比質(zhì)量和面積活性分別達(dá)到了7.8mA/ cm2和4.3A/mg Pt，比商業(yè)Pt/C分別高出27倍和34倍。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，膨脹性應(yīng)力能夠減弱含氧中間體對(duì)Pt（110）面上“橋式位點(diǎn)”的吸附強(qiáng)度，進(jìn)而提高氧還原催化性能。 (W.KX)