Organic-inorganic hybrid PtCo nanoparticle with high electrocatalytic activity and durability for oxygen reduction

2016年1月22日 NPG Asia Materials 8, e1 (2016) doi:10.1038/am.2015.143

燃料電池: デザイナー触媒が白金の価値を高める

ポリマーで修飾した特殊な担体に二元金属ナノ粒子を結合させることによって、燃料電池触媒の耐久性と活性が向上する。白金と遷移金属(コバルトや鉄など)からなるナノスケール合金は、コストを削減し、電子移動プロセスを通して酸素還元反応を加速できることから、燃料電池カソード用の有望な触媒として浮上してきた。韓国とインドのS J Yooたちは、表面酸化物による白金コバルト(PtCo)合金への攻撃を防ぎ、性能の低下を防止する触媒担体を開発した。このチームは、典型的なカーボンブラック担体を、コバルトと結合する窒素原子を持つポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)というポリマーと反応させた。このポリマーの窒素原子がコバルトと結合しても、反応物質は物理的に邪魔されずに白金触媒サイトに近づくことができる。この有機無機ハイブリッド触媒は、燃料電池動作時の合金の早期溶解を低減し、Co原子からPt原子への電子移動を促進する。

Namgee Jung, Satadeep Bhattacharjee, Sanjeev Gautam, Hee-Young Park, Jaeyune Ryu, Young-Hoon Chung, Sang-Young Lee, Injoon Jang, Jong Hyun Jang, Sae Hum Park, Dong Young Chung, Yung-Eun Sung, Keun-Hwa Chae, Umesh V Waghmare, Seung-Cheol Lee & Sung Jong Yoo

Fuel cells: designer catalysts enhance platinum's worth
Attaching bimetallic nanoparticles to a special, polymer-modified support improves the durability and activity of fuel-cell catalysts. Nanoscale alloys consisting of platinum and transition metals such as cobalt or iron have emerged as promising catalysts for fuel-cell cathodes because they can reduce costs and accelerate the oxygen reduction reaction through electron-transfer processes. Sung Jong Yoo and co-workers from Korea and India have developed a catalyst support that prevents surface oxides from attacking platinum-cobalt (PtCo) alloys and degrading their performance. The team reacted a typical carbon-black support with poly(N-isopropylacrylamide), a polymer possessing nitrogen atoms that bind to cobalt without physically blocking access to platinum catalytic sites. The hybrid organic-inorganic catalyst reduces premature alloy dissolution during fuel-cell operation and enhances electron transfer from Co to Pt atoms.


NPG Asia Materials ISSN 1884-4049(Print) ISSN 1884-4057(Online)