【論文獎(jiang)勵】通過封(feng)裝(zhuang)金屬間化(hua)合物實現(xian)低(di)鉑燃(ran)料(liao)電池的超高(gao)活性和耐用(yong)性

通過封(feng)裝(zhuang) L1₀-PtCo 和 L1₂-Pt₃Co 金屬間化(hua)合物實現(xian)低(di)鉑燃(ran)料(liao)電池的超高(gao)活性和耐用(yong)性

理化(hua)（香(xiang)港(gang)）有限公(gong)司(si)2024年度(du)論文獎(jiang)勵計(ji)劃(hua)入(ru)選(xuan)論文

在(zai)氫能(neng)發展進(jin)程(cheng)中(zhong)，傳(chuan)統鉑催(cui)化(hua)劑(ji)昂貴(gui)的使用(yong)成本限制了(le)燃(ran)料(liao)電池技(ji)術大規模商(shang)業(ye)應用(yong)。催(cui)化(hua)劑(ji)作(zuo)為(wei)氫燃(ran)料(liao)電池電堆(dui)的核(he)心部件(jian)之壹，成本占比(bi)30%。因此(ci)，降低鉑載量及(ji)開(kai)發非鉑新(xin)型催(cui)化(hua)材料(liao)，備受(shou)業(ye)界關(guan)註(zhu)。

近日，中(zhong)國(guo)科(ke)學院長春(chun)應用化(hua)學研究(jiu)所邢巍(wei)研究(jiu)員課(ke)題(ti)組在(zai)國(guo)際(ji)期(qi)刊《Small》發(fa)表(biao)題(ti)為《Ultra-High Activity and Durability of Low-Platinum Fuel Cells Enabled by Encapsulation of L1₀-PtCo and L1₂-Pt₃Co Intermetallic Compounds》重(zhong)磅論文（JCR壹(yi)區，IF：13.3），該(gai)論文研為新型(xing)催(cui)化(hua)劑(ji)材(cai)料(liao)開發(fa)提(ti)供了(le)新的技(ji)術思(si)路。

論文報(bao)告了(le)壹種(zhong)新(xin)型(xing)結構(gou)合(he)金催(cui)化(hua)劑(ji)，其(qi)特點是(shi)鉑-鈷(gu)金屬間化(hua)合物具(ju)有鉑皮(pi)，並被共價有機框(kuang)架（COF）衍生的碳載體包(bao)裹(guo)。這種du特的結構(gou)將合金誘導的應變效應(ying)和保(bao)護性封(feng)裝(zhuang)結合(he)在(zai)壹起，在(zai) 0.02 mg_Pt cm^-2 的超低(di)鉑載量條(tiao)件(jian)下(xia)就能(neng)產(chan)生zhuo越(yue)的催(cui)化(hua)活性和穩(wen)定(ding)性。這種催(cui)化(hua)劑(ji)在(zai)燃(ran)料(liao)電池測試中(zhong)表(biao)現(xian)出 1.77 W cm^-2 的峰值(zhi)功(gong)率(lv)密(mi)度。它(ta)表(biao)現(xian)出了(le) 2.15 A mg_Pt^-1（@0.9 V）的最(zui)高質(zhi)量活性，是(shi)商(shang)用(yong) Pt/C（0.40 A mg_Pt^-1）的 5.38 倍。更(geng)重要(yao)的是(shi)，使用(yong)這種新型(xing)催(cui)化(hua)劑(ji)組(zu)裝(zhuang)的燃(ran)料(liao)電池顯示出卓yue的耐久性，在(zai) 0.8 A cm-2 條件(jian)下(xia)循環(huan) 100,000 次後(hou)，電壓(ya)僅下(xia)降 9.9 mV，質量(liang)活度保(bao)持率(lv)為(wei) 85%（1.83 A mg_Pt^-1），遠超DOE在(zai)2025年設定(ding)的質量(liang)活性（ME）目標(biao)（0.44 Amg_Pt^-1），是(shi)它的4.2倍。值(zhi)得註(zhu)意(yi)的是(shi)，在(zai)氫氣(qi)-空氣條(tiao)件(jian)下(xia)，運(yun)行230小時後，0.6V時的電流(liu)密度(du)僅有略微(wei)下(xia)降。

第(di)壹作(zuo)者(zhe)：李(li)宮(gong)

論文期(qi)刊(kan)：《Small》

論文分(fen)區：JCR壹(yi)區

影(ying)響因子(zi)：13.3

論文單(dan)位：中(zhong)國(guo)科(ke)學院長春(chun)應用化(hua)學研究(jiu)所邢巍(wei)研究(jiu)員課(ke)題(ti)組

論文DIO：doi.org/10.1002/smll.202407163

使(shi)用(yong)設備：DSR數字(zi)型旋(xuan)轉圓盤(pan)圓環(huan)電(dian)極(ji)裝(zhuang)置

該(gai)論文研究(jiu)使用理化(hua)（香(xiang)港(gang)）有限公(gong)司(si)提(ti)供的DSR數字(zi)型旋(xuan)轉圓盤(pan)圓環(huan)電(dian)極(ji)裝(zhuang)置，獲得良(liang)好(hao)的實驗譜圖效果(guo)。

DSR數字(zi)型旋(xuan)轉圓盤(pan)圓環(huan)電(dian)極(ji)裝(zhuang)置是(shi)理化(hua)（香(xiang)港(gang)）有限公(gong)司(si)開發(fa)的新壹(yi)代RRDE儀(yi)器(qi)——精益品(pin)質，先(xian)進(jin)設計(ji)，再(zai)造(zao)經(jing)典(dian)。

DSR數字(zi)型旋(xuan)轉圓盤(pan)圓環(huan)電(dian)極(ji)裝(zhuang)置具(ju)有“數字(zi)型、壹(yi)體化(hua)、更靜(jing)音"的特點，廣(guang)泛(fan)應(ying)用於氫燃(ran)料(liao)電池催(cui)化(hua)劑(ji)評(ping)價與研究(jiu)、鋰空氣電(dian)池研究(jiu)、電化(hua)學動力(li)學研究(jiu)、ORR/OER/HER/CO₂RR、金屬材料(liao)腐蝕(shi)研究(jiu)等多個(ge)領域(yu)。DSR憑借優良的產(chan)品(pin)性能(neng)得到(dao)老師同學們的喜愛(ai)，助(zhu)力(li)科(ke)研論文發(fa)表(biao)。