CocorePdshell/C核壳纳米粒子的高效电催化氧还原性能与抗甲醇特性

本文主要探讨了CocorePdshell/C核壳型纳米粒子在电催化氧还原反应中的性能，特别是在直接甲醇燃料电池(DMFC)的应用前景。作者通过胶体粒子模板法成功制备了一系列不同壳层厚度的CocorePdshell纳米电催化剂，这些纳米粒子表现出优异的结构特性。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和能量色散X射线光谱(EDS)分析，确认CocorePdshell纳米粒子呈现球形，面心立方(fcc)结构的Pd均匀包覆在Co纳米颗粒表面，其中Co1Pd2纳米粒子的平均直径约为10纳米，粒径分布较为狭窄。 电化学测试结果显示，相比于传统的Pd/C催化剂，CocorePdshell/C纳米粒子显示出显著增强的氧还原反应(ORR)活性，甚至接近铂(Pt/C)的性能，这在提高电池效率方面具有重要意义。此外，CocorePdshell/C纳米粒子展现出卓越的抗甲醇特性，对甲醇氧化几乎不敏感，这有助于解决DMFC中甲醇渗透导致的混合电位问题，从而改善电池的整体性能。 在具体测试中，Co1Pd2/C催化剂表现最优，在0.5 mol/L H2SO4条件下，氧还原峰电流密度达到了175.5 mA/mg，相较于Pt/C提高了20 mA/mg，这进一步验证了CocorePdshell结构对于提高电催化剂性能的有效性。 这项研究为寻找低成本、高活性的新型电催化剂提供了一种可能的解决方案，对于推动直接甲醇燃料电池技术的商业化进程具有重要价值。未来的研究可能会集中在优化CocorePdshell结构参数，以及深入理解其在ORR和抗甲醇机制上的作用，以实现更高效、更环保的能源储存和转换系统。