Platina (Pt) är en allmänt använd katalysator i bränsleceller på grund av sin höga aktivitet och stabilitet. Pt-baserade katalysatorer är dock känsliga för nedbrytning, vilket begränsar deras långsiktiga prestanda och hållbarhet. Grafen, ett tvådimensionellt kolmaterial, har väckt stor uppmärksamhet som stödmaterial för Pt-baserade katalysatorer på grund av dess höga yta, utmärkta elektriska ledningsförmåga och kemiska stabilitet.

Forskning har visat att Pt-grafenbränslecellskatalysatorer uppvisar överlägsen stabilitet jämfört med bulkplatinakatalysatorer. Denna förbättrade stabilitet kan tillskrivas flera faktorer, inklusive:

Bättre spridning av Pt-partiklar:Grafen ger en stor yta för Pt-dispersion, vilket förhindrar agglomerering av Pt-partiklar. Agglomerering kan leda till minskad katalysatoraktivitet och hållbarhet.

Stark metall-stödinteraktion:Interaktionen mellan Pt och grafen är starkare än den mellan Pt och traditionella kolbärare. Denna starka interaktion hjälper till att stabilisera Pt-partiklarna och förhindra att de lossnar från stödet.

Förbättrade elektroniska egenskaper:Grafens unika elektroniska struktur kan modifiera de elektroniska egenskaperna hos Pt, vilket resulterar i förbättrad katalytisk aktivitet och stabilitet.

Förutom förbättrad stabilitet har Pt-grafenbränslecellskatalysatorer också visat förbättrad aktivitet och hållbarhet jämfört med bulkplatinakatalysatorer. Den höga ytan och utmärkta elektriska ledningsförmågan hos grafen underlättar effektiv laddningsöverföring och masstransport, vilket leder till förbättrad katalytisk prestanda.

Sammantaget erbjuder Pt-grafenbränslecellskatalysatorer betydande fördelar jämfört med bulkplatinakatalysatorer när det gäller stabilitet, aktivitet och hållbarhet. Dessa fördelar lovar utvecklingen av högpresterande och långvariga bränslecellssystem.