Double-Shell Confinement Strategy Enhancing Durability of PtFeTi Intermetallic Catalysts for the Oxygen Reduction Reaction

金属间化合物 氧还原反应 催化作用 耐久性 材料科学 还原(数学) 壳体(结构) 氧气 化学工程 化学 冶金 复合材料 物理化学 电化学 工程类 有机化学 几何学 合金 数学 电极
作者
Sumin Chen,Lai-Ke Chen,Na Tian,Sheng-Nan Hu,Shuangli Yang,Jun‐Fei Shen,Jingxiao Tang,De‐Yin Wu,Mingshu Chen,Zhi‐You Zhou,Shi‐Gang Sun
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (22): 16664-16672 被引量:44
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c04779
摘要

The development of Pt-based catalysts with enhanced activity and stability for the oxygen reduction reaction (ORR) is crucial for fuel cell applications. Pt-M (M = Fe, Co, Ni, Cu, etc.) catalysts exposed to prolonged acidic environments in fuel cells suffer from the leaching of transition metals, leading to accelerated catalyst degradation. Here, we present a double-shell confinement strategy to stabilize ORR catalysts by introducing a Ti-rich layer beneath the Pt skin. This design aims to prevent the leaching of Fe atoms, thus protecting the inner PtFeTi intermetallic structure. The resistance of Ti to acid and corrosion allows it to act as a physical protective layer, inhibiting the leaching of Fe and stabilizing the ordered structure of the internal PtFeTi intermetallic. Density functional theory calculations support that the Ti layer can effectively elevate the vacancy formation energy of Fe, thereby enhancing the structural stability. Mass activity (MA) of the double-shell L10-PtFe0.6Ti0.4/P–C catalyst is up to 1.04 A mgPt–1. Even after 30,000 potential cycles of accelerated durability test, the MA decreases by only 13.5%. As the fuel cell cathode catalyst, it achieves a peak power density of 1.10 W cm–2, and the voltage drop at 0.8 A cm–2 is only 14 mV after 30,000 square-wave potential cycles. These performance metrics surpass the DOE 2025 target and exceed the stability data of many of the representative catalysts. Moreover, this double-shell confinement strategy is also applicable to PtCo-based and PtNi-based catalysts, demonstrating its broad applicability.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
香冢弃了残红完成签到,获得积分10
刚刚
呆萌的青烟完成签到,获得积分10
刚刚
核桃发布了新的文献求助10
1秒前
313完成签到 ,获得积分10
2秒前
zzy完成签到,获得积分20
2秒前
ZZG完成签到,获得积分10
2秒前
cjjj完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
lily发布了新的文献求助10
4秒前
chenc应助ct666666采纳,获得10
5秒前
5秒前
小小发布了新的文献求助80
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
678完成签到 ,获得积分10
8秒前
诗酒趁年华完成签到,获得积分10
8秒前
Jjj完成签到,获得积分10
8秒前
1515完成签到,获得积分10
9秒前
史嘎哈完成签到,获得积分10
9秒前
夕沫完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
luying完成签到,获得积分10
9秒前
何琼芬完成签到,获得积分10
10秒前
核桃发布了新的文献求助20
10秒前
superkang发布了新的文献求助10
11秒前
李海翔完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Aa完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
CodeCraft应助精神世界采纳,获得10
15秒前
JulyH发布了新的文献求助50
15秒前
阿坤完成签到,获得积分10
15秒前
orixero应助张艺兴的咩咩采纳,获得10
17秒前
17秒前
zhanghuiqian发布了新的文献求助10
18秒前
慕青应助史嘎哈采纳,获得10
19秒前
19秒前
核桃发布了新的文献求助20
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7746245
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9294133
关于积分的说明 20223625
捐赠科研通 7326199
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3308079
关于科研通互助平台的介绍 2460093
邀请新用户注册赠送积分活动 2319634