中國粉體網(wǎng)訊 隨著不可再生能源的急劇消耗以及眾多環(huán)境污染問題的出現(xiàn),人類對“綠色”能源的需求也更加迫切。作為眾多“綠色”能源的一種,直接甲醇燃料電池(dmfc)可以將甲醇和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能。由于其燃料廉價、結(jié)構(gòu)簡單、能量密度和轉(zhuǎn)換率高及近乎零污染等優(yōu)點,這種燃料電池阿吸引了眾多研究者的關(guān)注。目前,直接甲醇燃料電池使用的電極催化劑大多為鉑基催化劑,而這種催化劑制備成本高,催化活性及穩(wěn)定性差,嚴(yán)重阻礙了dmfc的商業(yè)化。因此,合成一種具有高催化活性且較為廉價的鉑基復(fù)合催化劑對dmfc的發(fā)展具有較大意義。
近來,基于液相激光熔蝕(laserablationinliquids,lal)技術(shù),中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所研究人員發(fā)展了一種簡便且“綠色”的合成方法來制備pt/rgo納米復(fù)合材料。圖(a)顯示的是這種復(fù)合材料的合成過程示意圖。lal誘導(dǎo)的高活性錳膠體(mnox)顆粒能均勻地負(fù)載在氧化石墨烯(go)納米片上,形成mnox/rgo納米復(fù)合材料。這種高活性的mnox顆粒不但能作為還原劑同時還原ptcl62−和go,而且還能作為犧牲模板原位固定被還原的超細(xì)pt納米顆粒。最終得到的pt納米顆粒粒徑大約在1.8納米左右(圖b和c),且均勻地分布在rgo納米片上。
與商用的pt/c催化劑相比,無論是在酸性還是堿性介質(zhì)中,這種pt/rgo催化劑對甲醇氧化均展現(xiàn)出較高的催化活性(圖d和e)和穩(wěn)定性(圖f和g)。上述研究結(jié)果表明,合成的pt/rgo催化劑在dmfc方面具有潛在的應(yīng)用前景,且該合成方法為今后貴金屬/石墨烯納米復(fù)合材料的合成提供了一種新的思路。
相關(guān)工作已在acsappl.mater.interfaces上發(fā)表(acsappl.mater.interfaces2015,7,22935−22940)。該項研究得到了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(no.2014cb931704)、國家自然科學(xué)基金的支持。
Pt/rGO催化劑:(a)合成過程示意圖;(b和c)TEM圖片及Pt納米顆粒的粒徑分布直方圖;(d和e) 與商用Pt/C催化劑在酸性和堿性介質(zhì)中催化活性的對比結(jié)果;(f和g)與商用Pt/C催化劑在酸性和堿性介質(zhì)中催化穩(wěn)定性的對比結(jié)果。O催化劑:(a)合成過程示意圖;(b和c)TEM圖片及Pt納米顆粒的粒徑分布直方圖;(d和e) 與商用Pt/C催化劑在酸性和堿性介質(zhì)中催化活性的對比結(jié)果;(f和g)與商用Pt/C催化劑在酸性和堿性介質(zhì)中催化穩(wěn)定性的對比結(jié)果。Pt/rGO催化劑:(a)合成過程示意圖;(b和c)TEM圖片及Pt納米顆粒的粒徑分布直方圖;(d和e) 與商用Pt/C催化劑在酸性和堿性介質(zhì)中催化活性的對比結(jié)果;(f和g)與商用Pt/C催化劑在酸性和堿性介質(zhì)中催化穩(wěn)定性的對比結(jié)果。