质子交换膜燃料电池阴极需要稳定至高电位的电催化剂载体。近日，法国蒙彼利埃大学Sara Cavalier报道了一种五价Ta离子掺杂电纺SnO₂纤维（Ta：SnO₂）的制备。

文章要点

1）采用静电纺丝法制备了钽掺杂二氧化锡（Ta：SnO₂）基电催化剂载体。掺杂量在0（未掺杂SnO₂，TO）和7.5 at.%之间变化，并对所得到的材料的形貌、组成、结构、孔隙率和电学性能进行了表征。然后通过微波辅助多元醇方法制备的铂纳米颗粒以不同的负载量沉积在1 at％Ta掺杂的SnO₂（1Ta：SnO₂）上。

2）将它们对氧还原反应（ORR）的电催化性能与沉积在炭黑上的相同颗粒的电催化性能以及市售的碳载Pt催化剂的电催化性能进行了比较。结果显示，Pt/ 1Ta：SnO₂比Pt/C具有更高的ORR活性和高电势稳定性。特别地，具有最低的Pt负载量（7wt％）的电催化剂表现出高的质量活性和稳定性。XPS分析结果表明，Pt/1Ta：SnO₂存在非常强的金属载体相互作用。

3）在Nb（Nb：SnO₂）、Sb（Sb：SnO₂）和Ta（Ta：SnO₂）等五价金属掺杂的锡氧化物中，Ta：SnO₂具有比Nb：SnO₂更高的电导率，在燃料电池电压范围内比Sb：SnO₂更稳定的优点。

Ignacio Jiménez-Morale, et al, Strong Interaction Between Platinum Nanoparticles and Tantalum Doped Tin Oxide Nanofibers and Its Activation and Stabilization Effect for Oxygen Reduction Reaction, ACS Catal., 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c02220

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02220