东京科学大学的研究人员最近的发现有可能为未来用于聚合物电解质燃料电池(pefc)的高活性、高性能铂催化剂的设计提供指导。

在《纳米尺度》杂志上发表的一篇论文中，科学家们解释说，pefc是清洁能源的绝佳来源。然而，这种设备的制造和操作都很昂贵，主要是因为它们需要大量的铂。

铂不仅是一种昂贵的金属，而且数量有限，这意味着要使pefc真正可持续发展，减少它们所含的铂的数量至关重要。

目前，pefc使用的阴极是由碳黑(Pt NPs/CB)支撑的Pt纳米颗粒(NPs)制成的。然而，最近的研究表明，Pt纳米簇(Pt NCs)比Pt NPs具有更高的氧还原反应(ORR)活性。换句话说，铂纳米簇具有更高的性能。

知道了这一点，但不一定是Pt纳米簇表现更好的原因，由根岸雄一领导的团队开发了一种新型Pt NC，其氧还原反应活性比商用Pt NPs高2.1倍，并阐明了其高活性的来源。

根岸在一份媒体声明中说:“在我们的研究中，我们专注于从铂、羧酸碳(CO)和三苯基膦(PPh3)碱中提取的铂NCs。”“我们最近发现，与其他碳纳米管不同，这些碳纳米管在空气中是稳定的。然后，我们进行了密度泛函理论(DFT)计算，以揭示其显著活动的原因。”

研究人员和他的团队通过将[Pt17(CO)12(PPh3)8]z吸附在炭黑上，然后进行煅烧反应制备了Pt NCs。然后，他们使用一种称为线性扫描伏安法的技术将其性能与传统的Pt NPs/CB进行比较。

他们发现新的铂纳米团簇比铂纳米粒子/炭黑具有更高的性能。值得注意的是，在0.9伏时，Pt NCs的活性比Pt NPs/CB高2.1倍。他们还发现，增加电极中Pt的负载会导致其质量活性的增加，并且铂纳米团簇比商用Pt NPs/CB具有更高的耐久性。

接下来，为了阐明其高活性的起源，他们进行了密度泛函理论计算。

“我们的计算表明，新型Pt nc的高ORR活性是由于表面的Pt原子，其电子结构适合ORR的进展，”根岸说。

来源：www.mining.com

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