聚合物電解質(zhì)膜燃料電池中常規(guī)的Pt基陽(yáng)極催化劑面臨成本高,燃料流動(dòng)性差,功率和電流密度低,以及穩(wěn)定性差等難點(diǎn),這阻礙了它們?cè)谝苿?dòng)和固定電源中的應(yīng)用??紤]到這些因素,這里開(kāi)發(fā)了一種新型的催化劑應(yīng)用于先進(jìn)的燃料柔性電池。首先,還原氧化石墨烯上制備得P摻雜的SnFe納米立方體,然后在其表面修飾PdFe合金,定義為PdFe/SnFeP@rGO。該催化劑的鈀含量極低,并具有出色的質(zhì)量活性(7135.79 mA mg
Pd -1),比市售Pd/C高17倍。此外,PdFe/SnFeP@rGO還表現(xiàn)出增強(qiáng)的耐久性,經(jīng)過(guò)1000次循環(huán)后其活性無(wú)明顯衰減,證明了其在燃料電池中的應(yīng)用潛力?;赑dFe/SnFeP@rGO陽(yáng)極的單個(gè)電池在乙醇和氫氣燃料電池中,實(shí)現(xiàn)的最大功率密度分別為60.24和857.54 mW cm-2。
Figure 1. PdFe/SnFeP@rGO催化劑的制備示意圖。
Figure 2. (A)SnFeP和SnFeP@rGO以及(B)合成催化劑的XRD圖。
Figure 3. (A)SnFe,(B)SnFeP,(C)SnFeP@rGO的TEM圖像。(D)SnFeP@rGO的元素映射。
Figure 4.(A和C)PdFe/SnFeP@rGO和(B)Pd/SnFeP@rGO的TEM圖像。 (D–I)PdFe/SnFeP@rGO的HAADF-STEM圖像和元素映射。(J)PdFe/SnFeP @rGO的HR-TEM圖。(K)SAED模式,和(L)快速傅里葉變換圖(FFT)。
Figure 5.(A)不同樣品的CV曲線,電解液為0.5 M KOH,掃描速率為10 mV s-1。(B)不同樣品的質(zhì)量活性峰比較。(C-D)質(zhì)量活性,和面積活性比較。(E)長(zhǎng)時(shí)間的計(jì)時(shí)電流曲線。(F)PdFe/SnFeP@rGO電催化劑用于EOR的原理示意圖。
該研究工作由韓國(guó)嘉泉大學(xué)Young Soo Yoon課題組于2021年發(fā)表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文:P-doped SnFe nanocubes decorated with PdFe alloy nanoparticles for ethanol fuel cells。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)