Penggabungan Karbon Nanotube Co, N, dan Nanopartikel PtCo untuk Meningkatkan Reaksi Reduksi Oksigen

Abstrak
Pemanfaatan katalis reaksi reduksi oksigen (ORR) yang efisien dan stabil memainkan peran penting dalam kinetika lambat katode dalam sel bahan bakar membran pertukaran proton (PEMFC). Dalam penelitian ini, katalis yang dimuat dengan paduan PtCo pada tabung nano karbon yang didoping Co dan N (PtCoNC) disintesis untuk reaksi reduksi oksigen, yang memiliki aktivitas dan stabilitas tinggi. Struktur tabung nano karbon menyediakan saluran transportasi yang efisien untuk pertukaran reaktan dan transportasi produk, serta menyediakan banyak situs tiga fase, yang meningkatkan pemanfaatan Pt. Lebih lanjut, katalis PtCoNC menunjukkan interaksi logam-dukungan yang kuat, yang dapat dikaitkan dengan penjangkaran situs Co-Nx ke Pt. Perhitungan teoritis yang menunjukkan peningkatan energi pengikatan dan pengurangan jarak lapisan memberikan verifikasi konklusif tentang keberadaan interaksi tambahan antara nanopartikel PtCo dan dukungan. Hasilnya, katalis PtCoNC bermuatan Pt rendah (0,025 mg cm-2) menunjukkan aktivitas ORR yang lebih unggul daripada Pt/C komersial dengan potensi setengah gelombang yang mengesankan sebesar 0,893 V dalam larutan HClO4 0,1 M. Pada 0,9 V, aktivitas massa dan aktivitas spesifiknya masing-masing 3 dan 2,6 kali lipat dari Pt/C komersial. Ia juga menunjukkan stabilitas yang lebih baik dalam lingkungan asam.