石墨

基于沸石咪唑框架的PtCo纳米纤维电极

发布时间:2025/5/25 15:06:09   
近日,深圳大学化学与环境工程学院邵静课题组在化学材料领域顶级期刊《AdvancedFunctionalMaterials》(JCR1区,影响因子:16.)发表题为《Self-StandingNanofiberElectrodeswithPt–CoDerivedfromElectrospunZeoliticImidazolateFrameworkforHighTemperaturePEMFuelCells》的学术论文,并被该期刊选为年第7期内封面论文。课题组林圣烈博士为论文第一作者,深圳大学邵静研究员与丹麦科技大学张文静副教授为共同通讯作者,深圳大学为第一单位。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种可以将H2和O2的化学能直接转化为电能的电化学装置,其产物只有水,环境友好,无污染。高温PEMFC相比低温PEMFC具有更高的CO耐受性,无需复杂的水管理及热管理系统,可有效降低体系成本及氢气纯度的限制,为解决PEMFC规模化应用问题提供新的途径。在这里,使用静电纺丝的方法来实现自固定纳米纤维电极的制备。这种薄膜型催化剂同时包含Pt-Co合金纳米颗粒和钴嵌在氮掺杂石墨化碳(Co-Nx)载体中,该载体来源于静电纺沸石咪唑啉框架。值得注意的是,柔性电极可直接用于高温PEMFC的膜电极组装。此外,由于Pt-Co和Co-Nx之间的协同作用,该电极表现出了优异的性能。与基于油墨的传统催化剂涂层方法相比,这种方法简化了电池器件的制造和操作,Pt损耗可以忽略不计。图1.自支撑柔性高温PEMFC电极制备示意图总之,该研究针对高温PEMFC开发了一种自支撑柔性Pt-Co电极,可与PBI聚合物膜直接组装制备MEA。此自支撑电极由MOF前驱物经静电纺丝成型,经热化学处理衍生得到嵌入Pt-Co合金及Co-Nx的3维纳米碳纤维结构。高温燃料电池测试结果表明,该自支撑柔性电极不仅有效降低了Pt损失,同时显著提高了Pt利用率、催化活性和耐久性,显示出良好的应用潜力。来源:深圳大学、新材料资讯论文链接

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