燃料電池における三次元グラフェン白金触媒の使用に関する研究はどのように進歩したか

最近、中国科学院の合肥物理科学研究所の応用プラズマ物理学研究所の研究グループWangQiがメタノール酸化反応の進歩を遂げました。関連するコンテンツがAppliedSurfaceScienceに掲載されました。

直接メタノール燃料電池（DMFC）の原理は、レドックス反応中に、アノードのメタノールが触媒の作用下で電子を失い、外部回路を通過してカソードに到達することです。同時に、水素イオン（酸性電解質）が電解質膜を介してアノードからカソードに移動し、カソードの酸素が触媒されて還元され、電子が電流ループを形成して電気エネルギーを提供します。触媒は、アノードのメタノール酸化反応にとって非常に重要です。近年、関連する研究は、主に貴金属触媒の利用率の改善、担体の改質、および中毒に対する耐性を改善するための合金触媒の調製の側面から、ますます詳細になっています。白金（Pt）は、優れた性能を持つ貴重な金属触媒であり、研究者から注目されています。白金ナノ粒子を運ぶ担体は、最終的な触媒性能に大きな影響を与えることがよくあります。酸化グラフェンは、貴金属の担体としてよく使用されます。ただし、キャリアとして酸化グラフェンを直接使用しても、目的の電気化学的性能テストは達成されません。

研究者らは、酸化グラフェン（GO）とカーボンナノチューブ（CNT）を組み立てて三次元構造を形成し、プラチナをロードしました。比表面積の大きい三次元グラフェン-カーボンナノチューブ触媒（Pt / GNT）は、優れたメタノール酸化触媒特性を有する水素プラズマ放電により得ることができます。この技術的なルート合成GOおよびCNTの利点は、3次元複合構造が自己組織化によって形成されることです。これにより、比表面積が増加し、白金ナノ粒子の分布が促進されます。続いて、研究者は実験で一連の異なるGOとCNTの品質比を準備しました（GO：CNT = 0：1、1：6、1：4、1：2、1：1、2：1、4：1 6：1および1：0）触媒の結果、GO：CNTs = 1：2がメタノールに対して最高の触媒特性を示し、電流密度は691.1 mA / mgと高く、87.7％高かった。市販の白金カーボン触媒。 ％、これは報告されている他のほとんどの触媒よりも優れており、3600秒のCAテスト後に高い電流密度を維持します。この研究は、メタノール酸化のための非常に効率的な触媒の調製にとって非常に重要であり、三次元グラフェン担体の調製のための新しい考え方を提供します。

研究活動は、国立自然科学財団、安徽省優秀青年科学基金、中国科学院の青年振興協会、および合肥研究所の学部長基金によって支援されました。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。