聚合物电解质膜燃料电池中常规的Pt基阳极催化剂面临成本高，燃料流动性差，功率和电流密度低，以及稳定性差等难点，这阻碍了它们在移动和固定电源中的应用。考虑到这些因素，这里开发了一种新型的催化剂应用于先进的燃料柔性电池。
首先，还原氧化石墨烯上制备得P掺杂的SnFe纳米立方体，然后在其表面修饰PdFe合金，定义为PdFe/SnFeP@rGO。该催化剂的钯含量极低，并具有出色的质量活性（7135.79 mA mgPd -1），比市售Pd/C高17倍。此外，PdFe/SnFeP@rGO还表现出增强的耐久性，经过1000次循环后其活性无明显衰减，证明了其在燃料电池中的应用潜力。基于PdFe/SnFeP@rGO阳极的单个电池在乙醇和氢气燃料电池中，实现的最大功率密度分别为60.24和857.54 mW cm-2。
Figure 1. PdFe/SnFeP@rGO催化剂的制备示意图。
Figure 2. （A）SnFeP和SnFeP@rGO以及（B）合成催化剂的XRD图。
Figure 3. （A）SnFe，（B）SnFeP，（C）SnFeP@rGO的TEM图像。（D）SnFeP@rGO的元素映射。
Figure 4.（A和C）PdFe/SnFeP@rGO和（B）Pd/SnFeP@rGO的TEM图像。（D–I）PdFe/SnFeP@rGO的HAADF-STEM图像和元素映射。（J）PdFe/SnFeP @rGO的HR-TEM图。（K）SAED模式，和（L）快速傅里叶变换图（FFT）。
Figure 5.（A）不同样品的CV曲线，电解液为0.5 M KOH，扫描速率为10 mV s-1。（B）不同样品的质量活性峰比较。（C-D）质量活性，和面积活性比较。（E）长时间的计时电流曲线。（F）PdFe/SnFeP@rGO电催化剂用于EOR的原理示意图。
该研究工作由韩国嘉泉大学Young Soo Yoon课题组于2021年发表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文：P-doped SnFe nanocubes decorated with PdFe alloy nanoparticles for ethanol fuel cells。
|
京公网安备