阿貢科學(xué)家最大化燃料電池中鉑催化劑利用率

      據(jù)外國(guó)媒體報(bào)道：阿貢的化學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的催化劑，可以最大限度地提高鉑的利用率。

      美國(guó)能源部（DOE）阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的新研究發(fā)表在“科學(xué)”雜志上，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的催化劑，它通過(guò)最大限度地提高鉑金的有效性，僅需要當(dāng)前技術(shù)的四分之一鉑金。

      阿貢科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了大幅提高鉑金利用率的新方法。首先，他們調(diào)整了鉑的形狀，以最大限度地提高催化劑的可用性和反應(yīng)性。在這種配置中，幾層純鉑原子覆蓋鈷 - 鉑合金納米顆粒核心以形成核-殼結(jié)構(gòu)。這樣可以制造更多的催化活性顆粒，擴(kuò)散到催化劑表面，但這只是第一步。

      當(dāng)燃料電池需要提高電流時(shí)，核殼納米顆粒本身仍然無(wú)法處理大量氧氣。為了提高催化劑的效率，Liu和他的同事依靠他們從過(guò)去的研究中熟知的另一種方法，生產(chǎn)出具有催化活性的不含鉑族金屬的底物作為鈷-鉑合金納米粒子的載體。

      使用金屬 - 有機(jī)骨架作為前體，Liu和他的同事們能夠制備鈷-氮-碳復(fù)合襯底，其中催化活性中心均勻分布在鉑-鈷顆粒附近。這些活性中心能夠自身破壞氧鍵并與鉑協(xié)同作用。

      事實(shí)證明，與單獨(dú)的任一組分相比，新的組合催化劑不僅提高了活性，而且提高了耐久性。他們還創(chuàng)造了一種專(zhuān)利工藝，首先加熱含鈷金-有機(jī)骨架。隨著溫度升高，一些鈷原子與有機(jī)物相互作用以形成不含PGM的基底，而其它鈷原子在整個(gè)基底中被還原成分散良好的小金屬簇。在加入鉑然后退火后，形成鉑 - 鈷核 - 殼顆粒并被不含PGM的活性位點(diǎn)包圍。

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