在高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFCs)中,磷物种对铂(Pt)的毒害严重影响了氧还原反应的动力学,限制了其商业化应用。
近日,湖南大学王双印教授,陶李,南京师范大学李亚飞教授,北京航空航天大学卢善富教授报道了首次通过掺杂少量的Cu来减弱面心立方(fct) PtFe有序金属间合金(Cu-PtFe/NC)的磷酸盐中毒,导致更多的本征活性位点暴露并用于HT-PEMFC。
文章要点
1)实验结果和理论计算都表明,掺杂调制应变促进了Cu-PTFE/NC电催化剂中Pt向Cu的电子转移,从而抑制了磷酸盐在Pt表面的吸附能,改善了HT-PEMFC的性能。
2)结果表明,Cu-PtFe/NC电催化剂在HT-PEMFC中表现出优异的电性能(793.5 mW cm−2),具有0.5 mgPt cm−2的低Pt负载量,在0.7 V电压下,可提供0.2 A cm−2的电流密度,并持续至少100 h。
本工作构建了性能优异的用于HT-PEMFC的电催化剂,为利用晶格应变调控磷酸盐在Pt表面的吸附行为,精细设计高效、耐用的电催化剂提供了一条新的、通用的途径。
参考文献
Wei Li, et al, Doping-Modulated Strain Enhancing the Phosphate Tolerance on PtFe Alloys for High-Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cells, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202109244
https://doi.org/10.1002/adfm.202109244