马来西亚国民大学：3D多层/孔TiO2-石墨烯气凝胶，用于直接甲醇燃料电池

1成果简介 

燃料电池已经证明了其绿色能源生产的潜力。然而，低反应性能成为大规模商业制造的障碍。本文，马来西亚国民大学Siti Kartom Kamarudin等研究人员在《Nanomaterials》期刊发表名为“Potential of 3D Hierarchical Porous TiO2-Graphene Aerogel (TiO2-GA) as Electrocatalyst Support for Direct Methanol Fuel Cells”的论文，研究侧重于三维孔隙层次结构TiO的新独特制备2-石墨烯气凝胶（TiO2-GA）支持阳极催化剂直接甲醇燃料电池的PtRu催化剂，该催化剂具有简便性，生态良性且经济性。

在这项工作中，使用了水热技术，然后是冷冻干燥技术和微波辅助乙烯还原技术。通过紫外/可见光谱、XRD、拉曼光谱、FESEM TEM和XPS证实了所研究材料的结构特性。基于现有的结构优势，研究了PtRu/TiO2-GA在DMFC阳极催化剂上的性能。实验结果表明，TiO2-GA支持物提供了一个明显的高表面积值68.44 m2g-1，质量活性/特定活性（608.17 mAmg-1/0.45 mA/cm2 PtRu），高于商业PtRu/C（79.11 mAmg-1/0.19 mA/cm2 PtRu）。在被动DMFC模式下，PtRu/TiO2-GA显示出3.1 mW cm-2的最大功率密度，是PtRu/C商用电催化剂的2.6倍。这表明PtRu/TiO2-GA在甲醇氧化方面具有很好的可能性，可以作为DMFC的阳极元素使用。

2图文导读  

图1.TiO2-石墨烯气凝胶制备流程

图2、GA, TiO2, 和TiO2-GA复合材料的XRD图案，比较了电催化剂。

图3。（a）制备的TiO2-GA的FESEM图像，（b）PtRu/TiO2-GA，（c）PtRu-TiO2-GA的高性能的TEM图像，和（d）标记为PtRu/TiO2-GA的SAED图案。

图4.在室温下，在2.0M的CH3OH中测试PtRu/TiO2-GA和PtRu/C（商用）电催化剂的DMFC单电池测试的I-V（电流-电压）曲线图。

3小结 

最后，本研究开发了一种新型的三维分层多孔TiO2-石墨烯气凝胶（TiO2-GA）混合催化剂，它将PtRu/C催化剂包裹在三维分层多孔TiO2-石墨烯气凝胶框架中。TiO2-GA复合材料是用水热技术生成的，然后冷冻干燥，然后被引入DMFC中作为阳极催化剂的催化载体。在电催化剂中，合成并比较了PtRu/TiO2-GA、PtRu/GA、PtRu/C和PtRu/TiO2等催化剂支架。本研究有效地证明了PtRu/TiO2-GA是作为DMFCs中阳极催化剂载体的最佳选择。

文献：

https://doi.org/10.3390/nano13121819

▼往期精彩回顾▼兰州大学《CEJ》：双壳界面结构化石墨烯-棉纱复合材料，用于智能可穿戴设备
上海电力大学《ACS ANM》:3D石墨烯/CoSe2复合气凝胶，用于高性能非对称超级电容器
中科院城市环境研究所《ACS ANM》：交替多层PCNF/石墨烯薄膜，可实现高效的电磁干扰屏蔽

---

来源：文章来自Nanomaterials网站，由材料分析与应用整理编辑。

长按，识别图中二维码，点击关注

版权与免责声明：

① 凡本网注明"材料分析与应用"的所有作品，版权均属于材料分析与应用，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品，应在授权范围内使用，并注明"来源：材料分析与应用"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源：xxx（非本网）"的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起三日内与本网联系，否则视为放弃相关权利。