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中国有色冶金2025年第02期:碱性燃料电池氧还原二维Co基催化剂制备与性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:蓝公家;杨涛;韩治成;温国胜;张城;李艳平;严大洲;

单位:中国恩菲工程技术有限公司;

摘要:碱性燃料电池,由于其能量转换效率高、工作温度相对较低、绿色无污染等优点,近年来备受关注。然而,阴极的氧还原反应动力学缓慢是碱性燃料电池的关键限制因素,开发应高活性、稳定和低成本的氧还原反应催化剂具有重要意义。本研究以不同比例的钴锌双金属为金属源,将前驱体直接热解制备了一种新型二维片状结构的钴基催化剂,记为Co@NC-L-Co_xZn_y。采用SEM、TEM、SAED、EDS-Mapping、XRD、XPS、BET、ICP-MS和Raman等分析技术表征了催化剂的形貌结构,在碱性环境中测试了Co@NC-L-Co_xZn_y的电化学性能。结果表明,Co@NC-L-Co_3Zn_1呈现出叶片状结构,具有优异的电催化活性与稳定性,在0.1 mol/L KOH电解液中初始电压(E_(on-set))和半波电位(E_(1/2))分别为0.918 V和0.853 V,计时电流法运行10 000 s后维持初始电流的87.3%,其性能与商用催化剂20wt%Pt/C相当。

关键词:金属有机框架;;二维片状结构;;碱性燃料电池;;钴基催化剂;;氧还原反应

基金资助:中国五矿集团有限公司科技专项计划项目“绿色氢能制备与存储关键技术及装备”(2021ZXA03);; 中国恩菲工程技术有限公司自研项目“PEM电解水析氧催化剂的微结构设计与性能调控研究”(YZ2383)