通過封裝 L1₀-PtCo 和 L1₂-Pt₃Co 金屬間化合物實現(xiàn)低鉑燃料電池的超高活性和耐用性

理化（香港）有限公司2024年度論文獎勵計劃入選論文

在氫能發(fā)展進程中，傳統(tǒng)鉑催化劑昂貴的使用成本限制了燃料電池技術大規(guī)模商業(yè)應用。催化劑作為氫燃料電池電堆的核心部件之一，成本占比30%,。因此，降低鉑載量及開發(fā)非鉑新型催化材料,，備受業(yè)界關注,。

近日，中國科學院長春應用化學研究所邢巍研究員課題組在國際期刊《Small》發(fā)表題為《Ultra-High Activity and Durability of Low-Platinum Fuel Cells Enabled by Encapsulation of L1₀-PtCo and L1₂-Pt₃Co Intermetallic Compounds》重磅論文（JCR一區(qū),，IF：13.3）,，該論文研為新型催化劑材料開發(fā)提供了新的技術思路。

論文報告了一種新型結構合金催化劑,，其特點是鉑-鈷金屬間化合物具有鉑皮,，并被共價有機框架（COF）衍生的碳載體包裹。這種du特的結構將合金誘導的應變效應和保護性封裝結合在一起,，在 0.02 mg_Pt cm^-2 的超低鉑載量條件下就能產(chǎn)生zhuo越的催化活性和穩(wěn)定性,。這種催化劑在燃料電池測試中表現(xiàn)出 1.77 W cm^-2 的峰值功率密度。它表現(xiàn)出了 2.15 A mg_Pt^-1（@0.9 V）的最高質量活性,，是商用 Pt/C（0.40 A mg_Pt^-1）的 5.38 倍,。更重要的是,，使用這種新型催化劑組裝的燃料電池顯示出卓yue的耐久性，在 0.8 A cm-2 條件下循環(huán) 100,000 次后,，電壓僅下降 9.9 mV,，質量活度保持率為 85%（1.83 A mg_Pt^-1），遠超DOE在2025年設定的質量活性（ME）目標（0.44 Amg_Pt^-1）,，是它的4.2倍,。值得注意的是，在氫氣-空氣條件下,，運行230小時后,，0.6V時的電流密度僅有略微下降。

第一作者：李宮

論文期刊：《Small》

論文分區(qū)：JCR一區(qū)

影響因子：13.3

論文單位：中國科學院長春應用化學研究所邢巍研究員課題組

論文DIO：doi.org/10.1002/smll.202407163

使用設備：DSR數(shù)字型旋轉圓盤圓環(huán)電極裝置

該論文研究使用理化（香港）有限公司提供的DSR數(shù)字型旋轉圓盤圓環(huán)電極裝置,，獲得良好的實驗譜圖效果,。

DSR數(shù)字型旋轉圓盤圓環(huán)電極裝置是理化（香港）有限公司開發(fā)的新一代RRDE儀器——精益品質，先進設計,，再造經(jīng)典,。

DSR數(shù)字型旋轉圓盤圓環(huán)電極裝置具有“數(shù)字型、一體化,、更靜音"的特點,，廣泛應用于氫燃料電池催化劑評價與研究、鋰空氣電池研究,、電化學動力學研究,、ORR/OER/HER/CO₂RR、金屬材料腐蝕研究等多個領域,。DSR憑借優(yōu)良的產(chǎn)品性能得到老師同學們的喜愛,，助力科研論文發(fā)表。