Structurally Tunable Graphitized Mesoporous Carbon for Enhancing the Accessibility and Durability of Cathode Pt‐Based Catalysts for Proton Exchange Membrane Fuel Cells

质子交换膜燃料电池 耐久性 阴极 介孔材料 催化作用 材料科学 化学工程 碳纤维 铂金 腐蚀 磺酸 热解 化学 复合材料 高分子化学 有机化学 复合数 物理化学 工程类
作者
Mingjuan Wu,Zihan Meng,Yifei Xiong,Haining Zhang,Aojie Zhang,Hao Zhang,Liyan Zhu,Hai-Bo Tang,Hai-Bo Tang,Tian Tian,Haolin Tang,Haolin Tang
出处
期刊:Small science [Wiley]
卷期号:4 (7): 2400016-2400016 被引量:15
标识
DOI:10.1002/smsc.202400016
摘要

Low Pt utilization and intense carbon corrosion of cathode catalysts is a crucial issue for high-efficiency proton exchange membrane fuel cells due to the highly demanded long-term durability and less acquisition/application cost. Herein, structurally tunable graphitized mesoporous carbon (GMC) is obtained by direct high-temperature pyrolysis and in situ-controlled mesopore formation; the structure-optimized GMC1300-1800 exhibits a mesopore size of 7.54 nm and enhanced corrosion resistance. Functionalized GMC1300-1800 is loaded with small-sized Pt nanoparticles (NPs) (1.5 nm) uniformly by impregnation method to obtain Pt/GMC1300-1800 and form an "internal platinum structure" to avoid sulfonic acid groups poisoning as well as ensure O2/proton accessibility. Hence, the electrochemically active surface area (ECSA) of Pt/GMC1300-1800 reaches 106.1 m2 g-1 Pt, while mass activity and specific activity at 0.9 V are 2.1 and 1.4 times those of commercial Pt/C, respectively. Notably, the ECSA decay is less than 17% for both 30 000 cycles' accelerated durability tests (ADTs) of Pt attenuation and carbon attenuation. Accordingly, the optimized mesoporous structure of GMC1300-1800 significantly decreases the coverage of sulfonic acid groups on Pt NPs, leading to the highest peak power density in the single-cell test. Density functional theory calculations demonstrate the synergistic effect between graphitization and mesoporosity on enhancing the accessibility and durability of the catalysts.
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
烟花应助风中的问柳采纳,获得10
刚刚
脑洞疼应助怀沙采纳,获得10
2秒前
4秒前
4秒前
5秒前
雨洋完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI2S应助愉快无施采纳,获得10
6秒前
6秒前
内向映天完成签到 ,获得积分0
7秒前
vivi发布了新的文献求助10
7秒前
YY完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
雨洋发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
田様应助zhsanji采纳,获得10
11秒前
所所应助我的名字是山脉采纳,获得10
12秒前
赘婿应助黄金弗利萨采纳,获得10
12秒前
窦白梦完成签到,获得积分10
13秒前
好好吃饭发布了新的文献求助10
14秒前
赫鲁晓楠应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
嘻嘻哈哈应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
烙激激发布了新的文献求助10
14秒前
liuzhuohao应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得30
14秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
15秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
15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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
模型平均及其应用 900
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 7335926
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8949768
关于积分的说明 18991795
捐赠科研通 6989482
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3217770
关于科研通互助平台的介绍 2383841
邀请新用户注册赠送积分活动 2197849