【做計算 找華算】超過1萬個成功案例，全職海歸技術團隊、正版商業軟件版權！質子交換膜燃料電池（proton exchange membrane fuel cells, PEMFCs）將氫氣（H2）和氧氣（O2）轉化為電能而不會排放。但是，Pt基電催化劑用於氧還原反應（ORR）的高成本和低耐久性阻礙了其廣泛應用，而非貴金屬電催化劑的發展受到其低性能的限制。基於此，香港科技大學邵敏華教授、南方科技大學谷猛教授和美國阿貢國家實驗室Khalil Amine（共同通訊作者）等人報道了一種混合電催化劑，並用於質子交換膜燃料電池。在文中，作者製備了由原子分散的Pt和Fe單原子以及Pt-Fe合金納米顆粒組成具有超低Pt負載量（1.7 wt%）的混合ORR電催化劑。燃料電池性能測試表明，該電催化劑的Pt質量活性比燃料電池中商用Pt/C的高出3.7倍，在燃料電池中實現了良好的性能，包括在絕對H2和1 bar的O2壓力下在0.9 ViR-free和1.08 W cm-2功率密度下在2.0 A cm-2下的0.77 A mgPt-1。更重要的是，當陰極中Pt負載量降低至0.015 mgPt cm-2時，該燃料電池顯示出優異的耐久性，在100000次循環後仍具有97%的活性保持率，並且在0.6 V下運行超過200 h後沒有明顯的電流衰減。這些結果突出了混合電催化劑中活性位點之間協同效應的重要性，並為設計用於電化學器件的更活潑、更耐用的低Pt基電催化劑提供了一種新方法。Atomically dispersed Pt and Fe sites and Pt-Fe nanoparticles for durable proton exchange membrane fuel cells. Nat. Catal., 2022, DOI: 10.1038/s41929-022-00796-1.https://doi.org/10.1038/s41929-022-00796-1.
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