AFM：自支撑纳米纤维电极的高温质子交换膜燃料电池- 大数跨境

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AFM：自支撑纳米纤维电极的高温质子交换膜燃料电池

科学材料站

2020-11-09

导读：这项工作提出了这种薄膜型催化剂同时含有铂钴合金纳米粒子和嵌入在氮掺杂石墨化碳(钴-Nx)载体中的钴，该载体来源于电纺沸石咪唑盐框架。

文章信息

自支撑纳米纤维电极的高温质子交换膜燃料电池

第一作者：Sung Yul Lim

通讯作者：邵静*，Wenjing Zhang*

单位：深圳大学，丹麦技术大学

研究背景

氢气作为一种清洁能源载体，与碳中和的目标相关联，受到了极大的关注。以氢为燃料，质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种电化学装置，用于将H2和O2的化学能转化为电能，同时产生清洁的水作为化学产品。在燃料电池的两个半反应(2H2 → 4H+ + 4e和O2+4H++ 4E→2H2O)中，阴极的氧还原反应(ORR)决定了装置的整体性能，因为它的电化学过程动力学缓慢。

关键的挑战是铂族金属仍然是最具催化活性的元素，由于成本高且稀缺，这导致了大规模实施的经济障碍。因此，大多数质子交换膜燃料电池的研究工作都集中在通过提高催化活性和长期稳定性来同时最大化铂的利用率。

文章简介

近日，深圳大学邵静，丹麦技术大学Wenjing Zhang教授等在国际期刊advanced functional materials (影响因子：16.836)上发表题为“Self‐Standing Nanofiber Electrodes with Pt–Co Derived from Electrospun Zeolitic Imidazolate Framework for High Temperature PEM Fuel Cells”的研究工作。

在这项工作提出了这种薄膜型催化剂同时含有铂钴合金纳米粒子和嵌入在氮掺杂石墨化碳(钴-Nx)载体中的钴，该载体来源于电纺沸石咪唑盐框架。值得注意的是，柔性电极可直接用于高温PEMFC的膜电极组件。

此外，电极表现出优异的性能，这可能是由于铂-钴和钴-Nx之间的协同作用，如计算模型研究所揭示的。与基于油墨的常规催化剂涂覆方法相比，该方法简化了电池装置的制造和操作，且铂损失可忽略不计。