Small:相分离Pt–SnO2/C纳米杂化催化剂用于高效氧还原电催化

燃料电池中,由Pt纳米颗粒和第二金属氧化物组成的非均相纳米杂化材料可提高材料耐腐蚀性能并且防止了Pt颗粒的迁移。然而,由于金属氧化物自身导电性差,界面接触受限以及铂-金属氧化物的晶格错配大等原因,导致直接利用金属氧化物作为载体或传统的分步负载方法得到的材料作为氧还原反应电催化剂的活性相对较差。鉴于上述挑战,北京化工大学的王峰教授课题组采用一种简单易行的相分离合成方法,原位退火得到具有强耦合Pt–SnO2界面的Pt–SnO2/C纳米杂化材料。相关结果发表在Small(DOI: 10.1002/smll.202005048)上。

这种相分离得到的Pt–SnO2/C杂化材料表现出优异的电催化氧还原反应活性与稳定性,其质量活性为0.46 A mg Pt-1,超过了DOE 2020指标(0.44 A mg Pt-1),并且即使经过10000个循环伏安加速稳定性测试后,Pt–SnO2/C仍保持91%的质量活性和94%的电化学活性表面积。应用在氢气-空气燃料电池中用作电极催化剂时,该材料提供的最大面积功率密度为0.887 W cm-2,明显超过基准Pt/C催化剂。研究表明,相分离得到的Pt–SnO2/C杂化材料是一种有效的电催化剂,同时,这种相分离策略有望应用于其它强耦合纳米杂化材料的制备,并为低成本能量转换器件中高性能多相催化剂的制备提供了一条新的途径。