燃料电池碳基非贵金属催化剂设计与制备

• 作者: 郭杰 施张璟 顾天颐 史汝华 孙嘉阳 曾雯雯 杨瑞枝
• 来源期刊: 电池工业
• 关键词: 燃料电池 非贵金属催化剂 碳 异原子掺杂 过渡金属修饰
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 技术交流|Research and technology
• 页码范围: 201-204,220
• 页数: 5页
• 分类号: TM911.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1008-7923.2021.04.007

摘要

燃料电池凭借安全环保和高能量转换效率而备受关注,其关键材料催化剂却十分依赖贵金属铂(Pt),铂元素的成本和储量问题严重限制其大规模应用,开发可替代铂基的非贵金属催化剂十分重要.本文设计了FeCoMn修饰的N掺杂碳非贵金属催化剂,以氧化石墨烯为基底,掺入N并以FeCoMn过渡金属元素修饰,成功制备出具有三维骨架的高活性和稳定性的碳基非贵金属催化剂,研究了其对氧气还原反应(ORR)的催化活性.研究结果表明,随着Mn元素含量的增加,N掺杂量会增加,从而增强其ORR催化活性;但是Mn含量过高会导致金属纳米粒子的增大,从而降低其比表面积,使得催化活性下降.其中,以FeCoMn=1 ∶1∶2制备的FeCoMn修饰N掺杂碳催化剂具有最高的催化活性,其ORR起始电位为0.9 V、半波电位为0.85 V,同时比未添加Mn的样品具有更大的极限电流密度.