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2024-05-06 10:02:29

硬磁体L10-CoPt/Pt超长稳定性ORR

在质子交换膜燃料电池(PEMFCs)中Pt基催化剂往往是ORR端不可或缺的材料,由于Pt在自然界丰度较低,为了提升其利用率常常使用Fe, Ni, Co等过渡金属与其合金化。虽然这类催化剂有着较好的初始催化活性,但是MPt催化剂在ORR的酸性和氧化性条件下常常及其不稳定。本研究中,J. Li等人合成了一种尺寸~9 nm的硬磁体核壳L10-CoPt/Pt催化剂,其最外层由2-3原子层厚度的具有表面应力的Pt组成。在60℃酸性条件下24 h浸泡,硬磁体L10-CoPt/Pt仅有5%Co流失,而软磁体A1-CoPt在7h内就有34% Co 流失。L10-CoPt/Pt初始质量比活性为0.56 A/mgPt,循环30,000次后依然有0.45 A/mgPt,已然满足了DOE2020目标要求(0.44 A/mgPt in MA and <40% loss in MA after 30,000 cycles)。DFT理论计算研究发现,这种高活性高稳定性的催化剂是因为Co改变了Pt层的双轴应力(−4.50%/−4.25%),从而弱化了含O物种在表面的吸附能力。Junrui Li, Shouheng Sun* et al. Hard-Magnet L10-CoPt Nanoparticles Advance Fuel Cell CatalysisJoule, DOI: 10.1016/j.joule.2018.09.016https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.09.016

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