聚合物電解質膜燃料電池中常規(guī)的Pt基陽極催化劑面臨成本高，燃料流動性差，功率和電流密度低，以及穩(wěn)定性差等難點，這阻礙了它們在移動和固定電源中的應用。考慮到這些因素，這里開發(fā)了一種新型的催化劑應用于先進的燃料柔性電池。首先，還原氧化石墨烯上制備得P摻雜的SnFe納米立方體，然后在其表面修飾PdFe合金，定義為PdFe/SnFeP@rGO。該催化劑的鈀含量極低，并具有出色的質量活性（7135.79 mA mg
Pd -1），比市售Pd/C高17倍。此外，PdFe/SnFeP@rGO還表現(xiàn)出增強的耐久性，經(jīng)過1000次循環(huán)后其活性無明顯衰減，證明了其在燃料電池中的應用潛力。基于PdFe/SnFeP@rGO陽極的單個電池在乙醇和氫氣燃料電池中，實現(xiàn)的最大功率密度分別為60.24和857.54 mW cm-2。
Figure 1. PdFe/SnFeP@rGO催化劑的制備示意圖。
Figure 2. （A）SnFeP和SnFeP@rGO以及（B）合成催化劑的XRD圖。
Figure 3. （A）SnFe，（B）SnFeP，（C）SnFeP@rGO的TEM圖像。（D）SnFeP@rGO的元素映射。
Figure 4.（A和C）PdFe/SnFeP@rGO和（B）Pd/SnFeP@rGO的TEM圖像。 （D–I）PdFe/SnFeP@rGO的HAADF-STEM圖像和元素映射。（J）PdFe/SnFeP @rGO的HR-TEM圖。（K）SAED模式，和（L）快速傅里葉變換圖（FFT）。
Figure 5.（A）不同樣品的CV曲線，電解液為0.5 M KOH，掃描速率為10 mV s-1。（B）不同樣品的質量活性峰比較。（C-D）質量活性，和面積活性比較。（E）長時間的計時電流曲線。（F）PdFe/SnFeP@rGO電催化劑用于EOR的原理示意圖。
該研究工作由韓國嘉泉大學Young Soo Yoon課題組于2021年發(fā)表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文：P-doped SnFe nanocubes decorated with PdFe alloy nanoparticles for ethanol fuel cells。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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