PtFex/介孔碳复合材料的结构与甲醇燃料电池电催化活性

摘要

通过多元醇合成方法制备了均匀分散于规则介孔碳上可调尺寸的PtFex纳米颗粒.随着与Fe结合量的增加,PtFex纳米颗粒减小,大量Pt0为甲醇氧化提供更多的活性点,使PtFex/OMC电极的阳极峰电流增加,甲醇氧化活性也随之提高.PtFe3/OMC产生的氧还原反应(ORR)的电流密度为0.662 A/cm2、功率密度为237.2 mW/cm2,是Pt/OMC(0.32 mA/cm2和102.6 mW/cm2)的两倍.PtFe3/OMC电极具有高的活性主要归因于PtFe3纳米颗粒均匀分布于OMC的介孔孔道内,其直径约为3.3 nm,它能加速Pt-OH功能团的形成.同时,PtFe3合金纳米颗粒能够提供比纯Pt更低的氧化CO/H2开路电位,有助于C-H键的断开和耐CO能力的提高.再者,较大表面积、合适的孔结构、PtFe3纳米颗粒与OMC基体之间结构完整度,将有效促进反应物和生成物在液体电化学反应中传输.