Hollow PtNi Nanochains as Highly Efficient and Stable Oxygen Reduction Reaction Catalysts
Hollow PtNi Nanochains as Highly Efficient and Stable Oxygen Reduction Reaction Catalysts
复制标题
空心 PtNi 纳米链作为高效稳定的氧还原反应催化剂
DOI：
10.1002/slct.201803697
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发表时间：
2019-01
期刊：
影响因子：
2.1
通讯作者：
Liang Changhai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li Wenping;Li Chuang;Qi Ji;Chen Xiaozhen;Wang Pan;Luo Jingjie;Huang Zhaohui;Liang Changhai
质子交换膜燃料电池（PEMFC）电催化剂的设计是质子交换膜燃料电池（PEMFC）发展的关键挑战。本文中，通过Ni纳米线（Ni NW）的电置换和随后的酸蚀刻来合成中空铂镍纳米链（H-PtNi NC），并用于氧还原反应（ORR）。H-PtNi NC的外径为50-100 nm，长度为0.5 - 10 μm，Pt层的平均厚度约为4.5 - 7.5 nm。 在典型的工艺中，H-PtNi NC/C在碳载体上制备，这些独特的结构特征赋予H-PtNi NC/C在0.9 V时相对于可逆氢电极的质量活性为4.6A mg− 1和比活性为11.45 mA cm− 2，分别是商业Pt/C的18倍和29倍。 此外，H-PtNi NC/C也非常稳定，在50000次循环过程中的活性衰减可以忽略不计。这种高的表观活性可以归因于源自于开放末端和内/外表面的丰富活性位点的高内在活性以及具有表面粗糙度的中空纳米链的结构无序。
Design of electrocatalysts with both enhanced electrochemical activity and high durability is the key challenge in the development of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). Herein, hollow platinum nickel nanochains (H‐PtNi NCs) were synthesized by the galvanic displacement of Ni nanowires (Ni NWs) and subsequent acid etching, and used for oxygen reduction reaction (ORR). H‐PtNi NCs have outer diameter of 50–100 nm, length of 0.5‐10 μm, and the average thickness of Pt layer around 4.5‐7.5 nm. In a typical process, H‐PtNi NCs/C were prepared on carbon support, and these unique structural features endow the H‐PtNi NCs/C with a mass activity of 4.6 A mg−1and a specific activity of 11.45 mA cm−2at 0.9 V versus reversible hydrogen electrode, respectively, 18 times and 29 times higher than the commercial Pt/C. Moreover, the H‐PtNi NCs/C is also very stable with negligible activity decay over the course of 50000 cycles. This high apparent activity can be attributed to the high intrinsic activity originated from abundant active sites of the open ends and the inner/outer surfaces as well as the structural disorder of hollow nanochains with surface roughness.
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