交易价格： 面议
类型： 非专利
技术成熟度： 正在研发
交易方式： 完全转让 许可转让 技术入股
联系人： 北京大学
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电池高性能低钳电催化剂研究首先合成含有高指 数面的Pt3Fe多级纳米线，再通过燃烧得到含有两个 原子层厚的Pt-skin结构，并评估了该材料在酸性介 质中的氧还原和醇氧化催化性能，最后基于DFT理论 计算结果证明含有高指数面的Pt-skin表面对反应中 间体的吸附能优化，有利于电催化反应的进行。该工 作首次将Pt-skin和高指数面结合，在催化剂活性和 稳定性方面有了很大提升，为高性能电催化材料的设 计和开发指出了新方向。质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cells, PEMFCs)有利于解决目前 全球性的能源短缺，环境污染及气候变化等问题，被 认为是替代传统内燃机的理想动力供应设备。然而， PEMFCs的商业化应用受限于其较高的Pt负载量用 于催化电极反应的进行，尤其是阴极动力学缓慢的氧 还原反应(Oxygen reduction reaction, ORR) o 因 此，设计及合成低Pt用量高催化活性的电催化剂至关 重要。提高ORR活性的一个有效策略是将过渡金属 (M )与贵金属Pt合金，通过配体和应力效应来调控 其近表面组份。研究表明，具有三明治结构的Pt-skin 对ORR的催化性能卓越，同时，Pt的高指数晶面也较其它低指数晶面有更高的催化活性。若能结合以上两 种结构特征，势必会进一步促进电催化反应的进行。然 而，如何实现该结构的合成仍是一个巨大挑我。为解决 这一问题，北京大学工学院研究团队设计开发了一种新 型合成路线，得到了具有Pt-skin结构和高指数晶面的 —维纳米线结构。物理表征结果证实，所得锯齿状一维 Pt3Fe纳米线表面形成了约两个原子层厚的Pt-skin结 构。电化学实验表明，该催化剂的比质量和面积活性分 别达到了 4.34 mA cm2和2.11 A mg,比商业Pt/C分 别高出16.7和13.2倍，且具有极为卓越的电化学稳定 性。进一步计算研究发现，这种独特结构所表现的配位 和应力效应能够优化氧吸附能，从而大大提高催化活性。 该工作将对电催化理论研究和新型高效燃料电池电催化 剂的开发具有指导意义，也为下一代高性能低成本电催 化剂的结构设计提供了新思路。
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