Interface‐Rich Three‐Dimensional Au‐Doped PtBi Intermetallics as Highly Effective Anode Catalysts for Application in Alkaline Ethylene Glycol Fuel Cells

材料科学 乙二醇 阳极 金属间化合物 催化作用 兴奋剂 化学工程 冶金 光电子学 有机化学 电极 化学 物理化学 合金 工程类
作者
Xiaotong Yang,Kexin Yao,Jin Yu Ye,Qiang Yuan,Fengling Zhao,Yongfei Li,Zhi‐You Zhou
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (36) 被引量:95
标识
DOI:10.1002/adfm.202103671
摘要

Abstract The preparation of metal electrocatalysts with excellent comprehensive properties for application in alcohol fuel cells is an urgent issue. This study reports a novel 3D Au‐doped PtBi intermetallic phase woven by sub‐7 nm building blocks. The high‐efficiency “active auxiliary” Au advances the activity and in situ anti‐CO poisoning upon ethylene glycol electrooxidation on 3D PtBiAu, along with high CC bond cleavage and attainment of a ten‐electron complete electrooxidation via a CO‐free pathway. The interface‐rich 3D structure with “nanocontainer” function, electronic effect, and dual functional sites of “Pt–Au” or “Pt–Bi” enable the 3D PtBiAu to outperform industrial Pt black and 3D PtBi intermetallics significantly. The mass activity on the 3D Pt 53.1 Bi 43.4 Au 3.5 intermetallics boosts to 28.72 A mg Pt −1 , higher than that reported in a previous study. The 3D Pt 53.1 Bi 43.4 Au 3.5 exhibits superior performance to industrial Pt/C in direct ethylene glycol fuel cells (DEGFCs). The peak power density of 3D Pt 53.1 Bi 43.4 Au 3.5 is 145/92 mW cm −2 in O 2 /air (80 °C). Importantly, the cell voltage shows a negligible decay in both O 2 and air during the 20 h durability testing. This study results in the development of novel 3D PtBiAu intermetallics as high‐performance anode electrocatalysts for application in DEGFCs.
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