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发展高催化活性和稳定性甲醇燃料电池阳极催化

中国科技网·科技日报西安6月23日电(记者 史俊斌 通讯员 刘昱含)记者23日从西安交通大年夜学获悉,该校材料学院柳永宁传授课题组日条件出了一种以多孔含氮碳球为载体(NMCS),CeO2纳米点为负载锚点,实现纳米级CeO2-Pd活性位高分散负载的催化剂制备策略,对成长高催化活性和稳定性甲醇燃料电池阳极催化剂具有紧张指示意义。

直接甲醇燃料电池因其绿色环保、燃料易得、且便于携带等优点被广泛觉得在小我电子设备,小型电站和军事领域存在伟大年夜的应用前景。然而,直接甲醇燃料电池阳极甲醇氧化反映反映动力学迟钝,并且醇类氧化历程中贵金属催化剂极易被中心产物毒化,导致催化活性下降。这些问题大年夜大年夜影响了该类电池的输出机能和稳定性,能否办理上述问题成为了该类电池能否大年夜规模商用化的关键。

西安交通大年夜学材料学院柳永宁传授课题组谭强博士与西北大年夜学朱海燕教授和美国纽约州立大年夜学布法罗分校武刚副教授联合钻研发明,颠末载量优化后的Pd20%-CeO2(20%)/NMCS催化剂在碱性前提下体现出超高的催化活性和稳定性:在CV测试中该催化剂的甲醇氧化峰值电流密度较商用PtRu/C催化剂前进5倍,并且体现出与PtRu/C催化剂相称的抗毒化机能。TEM、XPS和DFT结果注解,多孔含氮碳球富厚的孔布局极大年夜地提升了Pd和CeO2的分散程度,显着细化了Pd颗粒尺寸,有效地增大年夜了催化剂的电化学活性面积;碳载体中的掺杂氮和纳米CeO2点与Pd颗粒之间存在强烈的电子互相感化,该感化低落了Pd外面CO的吸附,前进Pd外面耐CO毒化能力,进一步提升了催化剂的催化活性和稳定性。该催化剂在纤维膜布局的直接甲醇燃料电池中也体现出了优于商用PtRu/C催化剂的机能。这项工作对往后成长高催化活性和稳定性甲醇燃料电池阳极催化剂具有紧张指示意义。

该钻研成果近期以《多孔含氮碳球负载高分散性钯-二氧化铈复合催化剂的甲醇氧化电催化钻研》为题,在国际势力巨子催化学术期刊《美国化学会催化》上颁发。

西安交大年夜柳永宁传授课题组多年来不停在燃料电池、锂离子电池材料及超级电容器等能源材料与技巧领域进行探索和钻研,多项钻研成果颁发在Nano Letter, Nano Energy, Journal of Materials Chemistry A等国际闻名期刊。

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