耐久性と耐久性は、ＰＥＭＦＣの商業用途における問題である。その間、工場または特定の燃料供給の状況に関係なく、触媒電位が高すぎる反作用現象が発生し、触媒触媒に影響を与える可能性があります。現在、上記の問題を解決するために、ＩｒＯ２またはＩｒ単体が添加されることが一般的であるが、性能の低下もまた、ＰＥＭＦＣの市販化を推進している。

近期、香港科技大学赵天寿院士、纽约州立大学布法罗分校武刚教授、南方科技大学曾林副教授等人通过制备高比表面积Ti4O7ダウンロード体、并その表面负支持PtandIrOx@ Ｉｒ粒子は、高い安定性と耐反応性を備えた触媒の製造に成功し、特性分析技術によってカーボン担体とＴｉ４Ｏ７担体の劣化機構を比較した。 「固体高分子燃料電池用の、高面積のTi4O7担持PtとIr@IrOxの統合による耐久性の高い反転アノード」は、エネルギー＆環境科学で頻繁に発表されている。

研究の背景 多エネルギー源変換技術において、エネルギー変換効率が高く、無色汚染などの点で優れている、二重炭素の目標を実現する有効な回路の一つである。問題は、さらなる商業化を妨げる問題であり、特定の工場での局所的な燃料供給の不足により、反応現象の発生が引き起こされる可能性があり、また、電位が高すぎると、触媒担体の腐食が促進され、その寿命に影響を及ぼす可能性がある。燃料電池システムによって供給不足の問題を防止することは可能であるが、システム制御にも一定の滞留性が存在し、したがって、耐久性の高い耐逆触媒が開発されている。 Ｔｉ４Ｏ７は、その高い電気化学的耐久性により、どのようにして高表面比を発現させ、それ自体の電子伝達特性を高め、触媒全体の耐久性と耐反応性を高めるかが注目されている。

図文导读図1。 Pt/Ti4O7品の合成配線及び燃料電池の性能向上

サンプルの製造では、最初にTiOSO4水解によってTiO2前駆体を製造し、その後、その外側にPEGを包んで高温加熱することで、 Ｔｉ４Ｏ７担体、最後にＰｔ粒子の導入量を制御することによりＰｔ／Ｔｉ４Ｏ７触媒が生成される。著者は、Ｐｔ担持量が２０％、３０％、４０％、および５０％である触媒をそれぞれ調製した。 Ｐｔ担持量、脱離物質担持量、触媒担持量、および様々な流速の性能への影響を考慮し、最適な担持量および試験条件を決定した。

図2。 Ir@IrOx/Pt/Ti4O7合成線路及び構造成分の特徴

反応過程における腐食の問題を解決するために、著者は、Ｐｔ／Ｔｉ４Ｏ７触媒をベースとして、水熱法によりさらにＩｒ＠ＩｒＯｘ／Ｐｔ／Ｔｉ４Ｏ７触媒を調製した。 Ｔｉ４Ｏ７は、粒子状の外観を示し、ＢＥＴは、Ｔｉ４Ｏ７担体の高い表面特性を示した。ＸＲＤおよび高粒子は、異なる深さのエッチングによって、Ｉｒ＠ＩｒＯｘの存在を示した。外部層ＩｒＯｘシェル層および内部金属Ｉｒが存在する。

図3。 電気化学およびMEAの性能評価

電気化学的特性の評価では、Ｐｔ／Ｔｉ４Ｏ７は、７０ｍＶ以内で散乱限界電流レベルに達する優れたＨＯＲ性能を示した。 ＭＥＡおよび反応性試験では、Ｔｉ４Ｏ７が触媒担体として効果的に保護触媒層を形成し、抗反応性能力を向上させることができることも実証された。

図4。 抗反极促進機械製造分析

機械的分析の観点から、担体としての触媒を用いた反応試験の後、表面は荒れて不規則になり、Ｔｉ４Ｏの再腐食が明らかとなった。 ７担体、より長時間の反応後も、触媒層表面は依然として比較的光沢を保っており、厚さの変化も不明であり、触媒層に対するＴｉ４Ｏ７担体であることが証明されたＴＥＭは、さらに、Ｔｉ４Ｏ７が元の構造を維持している、Ｔｉ４Ｏ７が、カーボン担体中に生じた細孔およびＰｔ粒子の凝集を明らかにしている。さらに、その上に担持されたＰｔ粒子もより良好な耐久性を示し、より優れた耐腐食効果を示した。

図5。 前後サンプルの逆検査 XPS 分析

XPS分析により、反試験後の性能低下の主な原因は、触媒表面の酸化により形成されたPt表面のTiであることが証明されたＯｘ層は電子の伝達を阻止し、効果的な性能を発揮すると述べている。その表面にＰｔおよびＩｒＯｘ＠Ｉｒ粒子を担持し、Ｐｔ系触媒を超える抗反応能力を有する高性能な抗反応触媒の合成に成功した。 Ｔｉ４Ｏ７担体の選択はまた、触媒全体の安定性を向上させるものである。

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