调控Pt3Zn合金化程度改善酸性氧还原活性与稳定性_第1页
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文档简介

1创新点针对氢燃料电池中，用于阴极氧还原反应的铂基催化剂成本高，稳定性差问题，提出了一种制备小粒径、分散均匀、活性位点数量多的催化剂制备方法。该方法合成的催化剂在酸性条件下，兼顾氧还原反应的活性和稳定性。

2选题依据氢燃料电池是碳达峰、碳中和背景下的重要能源组成部分，对高质量发展具有重大战略意义。然而，氢燃料电池的阴极氧还原由于反应动力学缓慢，需要大量铂催化剂，促进反应进行。目前商业化的Pt/C催化剂由于成本高，活性不足，碳载体易腐蚀，Pt纳米粒子易团聚导致稳定差的问题，限制氢燃料电池商业化应用。因此，开发高利用率、高活性、高稳定性的铂基合金催化剂是本文研究的主要问题。

3研究方案

图1

研究方案

4研究内容与数据4.1催化剂物理表征图2

催化剂的物理表征：Pt/NC，Pt3Zn/NC-L和Pt3Zn/NC-H催化剂的XRD谱图图3

催化剂的物理表征：A.NC；B.Pt/NC；C.Pt3Zn/NC-L；D.Pt3Zn/NC-H的TEM图像4.2催化剂的电化学活性测试图4

不同催化剂的氧还原线性扫描曲线图5

不同催化剂的质量活性和面积比活性的直方图4.3

催化剂的电化学稳定性测试图6

A.Pt/C，B.Pt3Zn/NC-H催化剂加速衰减前后氧还原线性扫描曲线；C.Pt/C，D.Pt3Zn/NC-H催化剂加速衰减前后CV曲线图7

A.Pt/C，B.Pt3Zn/NC-H

催化剂加速衰减后的TEM图像

5主要结论

1）催化剂用于氧还原反应，商业Pt/C半波电位0.846V，Pt3Zn/NC-H半波电位0.903V，比商业Pt/C正移57mV。0.9V下的质量活性和面积比活性分别是商业Pt/C的4.50倍和3.33倍。经过10000周加速衰减试验，Pt3Zn/NC-H催化剂有良好的稳定性。 2）以金属有机框架衍生的氮掺杂碳材料为载体，构建小粒径的Pt基合金氧还原催化

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