Cobalt‐Doping Stabilized Active and Durable Sub‐2 nm Pt Nanoclusters for Low‐Pt‐Loading PEMFC Cathode

纳米团簇 材料科学 质子交换膜燃料电池 电催化剂 兴奋剂 阴极 掺杂剂 化学工程 分析化学(期刊) 纳米技术 电极 光电子学 燃料电池 物理化学 电化学 冶金 化学 工程类 色谱法
作者
Xiao Duan,Feng Cao,Rui Ding,Xiaoke Li,Qingbing Li,Ruziguli Aisha,Shiqiao Zhang,Kang Hua,Zhiyan Rui,Yongkang Wu,Jia Li,Aidong Li,Jianguo Liu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:12 (13) 被引量:62
标识
DOI:10.1002/aenm.202103144
摘要

Abstract Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) suffer severe performance loss in the high current density (HCD) region as Pt‐loading decreases. A smaller electrocatalyst size inducing a higher electrochemically active surface area (ECSA) is critical for solving this issue. However, the poor electrocatalytic activity and stability of sub‐2 nm nanoclusters limit the potential to reduce their size. In this study, 1.69 nm Co‐doped Pt nanoclusters with a large ECSA (116.19 m 2 g Pt –1 ) are synthesized. The mass activity (MA) (0.579 A mg Pt –1 ) and stability (9% MA loss after 30k potential cycling) refresh the record of sub‐2 nm nanoclusters. The structural characterization and theoretical calculations reveal that doping reduces the total energy required to stabilize the nanoclusters. Dopant tailoring of the d‐band center and vacancy formation energy account for the activity and stability enhancement, respectively. Due to the larger ECSA and MA induced by doping, HCD voltage loss due to lower Pt‐loading is significantly reduced compared with commercial Pt/C. The peak power density of low‐Pt‐loading PEMFCs (0.075 mg Pt cm MEA –2 ) with a doped nanocluster cathode is 0.811 W cm –2 (H 2 –air condition), which far exceeds commercial Pt/C (0.5 W cm –2 ) and that of most reported electrocatalysts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
恬恬完成签到,获得积分10
1秒前
ECT完成签到,获得积分10
2秒前
慕青应助董卓小蛮腰采纳,获得10
3秒前
4秒前
科研通AI6应助wz采纳,获得10
5秒前
5秒前
香蕉觅云应助Lucien采纳,获得30
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
Xavier完成签到,获得积分20
6秒前
Criminology34应助海子采纳,获得10
6秒前
7秒前
大白菜完成签到,获得积分10
7秒前
再见一日完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
DY完成签到,获得积分0
8秒前
8秒前
ting_jiang完成签到,获得积分10
9秒前
philipa完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
何安发布了新的文献求助10
10秒前
Orange应助松尐采纳,获得10
10秒前
ning完成签到,获得积分10
10秒前
majf发布了新的文献求助10
10秒前
沉默的行云完成签到,获得积分20
11秒前
strongfrog发布了新的文献求助10
11秒前
大模型应助12138采纳,获得10
12秒前
圆子发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
豆本豆发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
lucky完成签到,获得积分10
15秒前
Clara完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
烂漫铃铛发布了新的文献求助10
17秒前
无花果应助俏皮的冬云采纳,获得20
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5608315
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4692918
关于积分的说明 14876115
捐赠科研通 4717325
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2544189
邀请新用户注册赠送积分活动 1509187
关于科研通互助平台的介绍 1472836