Degradation study of Pt-based alloy catalysts for the oxygen reduction reaction in proton exchange membrane fuel cells

Abstract

a b s t r a c tInvestigations of the durability of Pt/C, PtCo/C and PtFe/C catalysts for applications on the cathode of proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) are carried out using an accelerated degradation procedure (ADP). Electronic and structural properties of the catalysts before and after the ADP are obtained by energy dispersive X-ray spectrometry, X-ray diffraction and X-ray absorption spectroscopy. The electrochemically active Pt surface area of the electrodes is estimated by cyclic voltammetry, while the electrochemical performance is evaluated via polarization measurements at a test station, for single cells fed with H 2 /air at 70°C, prior to and in the course of the ADP. Results show a decrease in the fuel cell performance in the course of the ADP. A decrease in the kinetics of the oxygen reduction reaction is in agreement with a loss of electrochemical active Pt surface area on the catalysts, as verified by cyclic voltammetry and X-ray diffraction.

Octahedral Pd@Pt1.8Ni Core–Shell Nanocrystals with Ultrathin PtNi Alloy Shells as Active Catalysts for Oxygen Reduction Reaction

“…It should be pointed out that the ORR catalytic activity showed a typical degradation over extended test times, which may arise from the dealloying of PtNi with Ni leaching during the long-term test. [29][30][31][32] In order to verify the conjecture, we measured the content of Ni during the whole process. As shown in Figure S10, the atomic percentage of Ni was decreased by 10% approximately throughout the 6,000 cycles, which indicates the existence of dealloying.…”

Sistema modelo de eletrocatalisadores Pt/Au para o estudo da eletro-oxidação de etanol

“…A espectroscopia de infravermelho é uma técnica poderosa e amplamente usada no estudo do fenômeno de adsorção de espécies químicas em superfícies de (ver e.g. [80]). Esta questão será discutida nas próximas seções.…”

Estudo de eletrocatalisadores nanoestruturados de Pt/C e Pt-Co/C depositados em carbono de alta área superficial: efeitos morfológicos e composicionais frente à reação de redução de oxigênio

“…O catalisador de Pt/C, por exemplo, que apresenta maior tamanho de partícula sem efeito negativo da formação de aglomerados, apresentou aumento na atividade catalítica, enquanto que catalisadores de ligas de Pt-Co/C sofreram o aumento do tamanho de partícula como efeito positivo e dissolução de cobalto como efeito negativo, que no balanço levaram a atividades piores ou no máximo semelhantes à dos materiais originais. De nombreuses études sont actuellement en cours, visant à la réduction des coûts et l'amélioration de la cinétique de la réaction de réduction de l'oxygène (RRO) ; dans cet esprit, l'activité d'électrocatalyseurs d'alliages à base de platine dispersés sur le carbone (notés PtM/C), comme par exemple : PtV/C, PtFe/C, PtCo/C, PtNi/C, PtCr/C, a fait l'objet de nombreuses publications [1,[7][8][9][10][11][12][13][14][15]. Les catalyseurs les plus étudié à l'heure actuelle sont Pt/C et PtCo/C, mais ces matériaux nanostructurés ne sont pas stable en utilisation dans la PEMFC [16][17][18][19][20][21][22][23].…”

“…Les catalyseurs les plus étudié à l'heure actuelle sont Pt/C et PtCo/C, mais ces matériaux nanostructurés ne sont pas stable en utilisation dans la PEMFC [16][17][18][19][20][21][22][23]. Etant donné que l'activité des électrocatalyseurs nanostructurés supportés sur carbone de grande aire développée change selon la structure, la morphologie et la taille des nanoparticules [2,[24][25][26][27][28][29][30][31], la dégradation à laquelle ils sont soumis en pile à combustible peut fortement modifier leur activité de RRO en cours de fonctionnement [1,20,22,[32][33][34][35]. Pt/C en fonctionnement en pile à combustible.…”

“…Há estudos teóricos de estabilidade[65], estudos que fizeram os testes composta por três eletrodos em eletrólito líquido; neste caso o eletrodo de trabalho consiste em eletrodos de disco com uma camada fina de catalisador[2,[67][68][69]. Sobre os procedimentos de envelhecimento acelerado pode-se destacar os que utilizam a ciclagem de potencial em diferentes perfis, como por exemplo, ondas quadradas[66,70,71] e ondas triangulares[1,69]. Alem do mais, os envelhecimentos têm sido feitos também sob atmosfera de oxigênio ou sob gás inerte, porém em ambos os casos os resultados indicam valores próximos de perda de área ativa, e assim sendo, por conveniência a maioria dos envelhecimentos eletroquímicos são feitos sob gás inerte[72].…”