Revealing the role of ionic liquids in promoting fuel cell catalysts reactivity and durability

离子液体 催化作用 电解质 化学工程 材料科学 离子电导率 电化学 质子交换膜燃料电池 介孔材料 铂金 离子键合 反应性(心理学) 电极 化学 有机化学 离子 物理化学 病理 替代医学 工程类 医学
作者
Arezoo Avid,Jesus López Ochoa,Ying Huang,Yuanchao Liu,Plamen Atanassov,Iryna V. Zenyuk
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1): 6349-6349 被引量:107
标识
DOI:10.1038/s41467-022-33895-5
摘要

Abstract Ionic liquids (ILs) have shown to be promising additives to the catalyst layer to enhance oxygen reduction reaction in polymer electrolyte fuel cells. However, fundamental understanding of their role in complex catalyst layers in practically relevant membrane electrode assembly environment is needed for rational design of highly durable and active platinum-based catalysts. Here we explore three imidazolium-derived ionic liquids, selected for their high proton conductivity and oxygen solubility, and incorporate them into high surface area carbon black support. Further, we establish a correlation between the physical properties and electrochemical performance of the ionic liquid-modified catalysts by providing direct evidence of ionic liquids role in altering hydrophilic/hydrophobic interactions within the catalyst layer interface. The resulting catalyst with optimized interface design achieved a high mass activity of 347 A g −1 Pt at 0.9 V under H 2 /O 2 , power density of 0.909 W cm −2 under H 2 /air and 1.5 bar, and had only 0.11 V potential decrease at 0.8 A cm −2 after 30 k accelerated stress test cycles. This performance stems from substantial enhancement in Pt utilization, which is buried inside the mesopores and is now accessible due to ILs addition.
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
高冰冰完成签到 ,获得积分10
1秒前
hhhpass发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
斯文败类应助彩虹追月采纳,获得10
2秒前
Hq完成签到,获得积分10
2秒前
bio生物完成签到,获得积分10
2秒前
Akim应助冷艳远望采纳,获得10
2秒前
小马甲应助Coco采纳,获得10
3秒前
小巧世倌发布了新的文献求助10
3秒前
小蘑菇应助哈哈哈采纳,获得10
4秒前
4秒前
少年完成签到,获得积分10
4秒前
无问西东发布了新的文献求助20
5秒前
zhang完成签到,获得积分20
5秒前
英俊的铭应助碧蓝破茧采纳,获得10
5秒前
5秒前
小蘑菇应助lugengping采纳,获得10
5秒前
桐桐应助zoiny采纳,获得10
5秒前
酷波er应助lrish采纳,获得10
6秒前
西红柿完成签到,获得积分10
6秒前
从容的完成签到 ,获得积分10
6秒前
碧蓝傲蕾发布了新的文献求助10
6秒前
NUS发布了新的文献求助10
7秒前
Barry完成签到 ,获得积分10
8秒前
怡然的怜烟应助轩辕瑾瑜采纳,获得10
8秒前
mr_zhou发布了新的文献求助10
8秒前
小蘑菇应助房房房破防啦采纳,获得10
8秒前
hu发布了新的文献求助10
10秒前
Ing应助学习采纳,获得10
11秒前
11秒前
Guoyut发布了新的文献求助10
11秒前
ding应助dailj采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.4应助少年采纳,获得30
12秒前
CodeCraft应助mlb采纳,获得10
12秒前
12秒前
石榴糖浆红完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
14秒前
猪猪侠完成签到,获得积分10
14秒前
飞行雪漂完成签到,获得积分10
15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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6421451
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8240508
关于积分的说明 17513073
捐赠科研通 5475321
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2892394
邀请新用户注册赠送积分活动 1868805
关于科研通互助平台的介绍 1706218