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ICM论文 | Pt/C电催化剂的高效、绿色电化学回收新策略

已有 461 次阅读 2024-2-27 12:20 |个人分类:ICM文章|系统分类:论文交流

ICM应用为导向的高水平创新研究

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  • 文章简介

碳载铂纳米颗粒(Pt/C)是质子交换膜燃料电池和电解器应用中广泛使用的电催化剂,也是成本支出的重要部分。由于铂是一种关键原材料,其回收对于推动这些技术的部署至关重要。

法国Grenoble Alpes University,法国国家科学研究中心(CNRS)Laetitia Dubau教授团队察了还原电位对低氯离子浓度条件下铂电解溶解效率的影响,以期实现Pt/C电催化剂或用过的PEMFC MEAs的回收。首先对Pt/C的浸出进行了研究,为了避免使用浓酸和氧化剂,本研究利用上下电位限值的选择对铂(Pt)溶解效率的影响设计了一种高效的电化学策略。上限电位应避免Pt颗粒从碳载体上脱落,而下限电位应考虑Pt溶解与不需要的Pt再沉积之间的竞争。通过联合统计分析TEM图像和ICP-MS浓度测量,监测了颗粒形态和溶解速率的演变。首先,在低氯离子浓度电解质中,对模拟商用Pt/C催化剂进行了循环电位窗口优化,实现了完全的Pt浸出效率(99%)。为了验证Pt回收效果,将该电化学策略应用于真实工业条件下的膜电极组件(MEA)上进行了测试。在此条件下,一些Pt颗粒在MEA老化过程中失去了与碳载体的电性接触,从而使相应的Pt电化学浸出过程复杂化,但仍可获得85%的铂浸出效率作为一种简单、绿色、高效的电化学浸出过程,该方法具有较好的应用前景

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图文摘要

  • 本文亮点

★  利用上下电位限值的选择对Pt溶解效率的影响设计了一种高效的电化学策略,用于MEA中Pt溶解

★  该策略在低氯离子浓度电解质中,对Pt/C催化剂实现了完全的铂浸出(99%)

★  将该方法应用于工业条件下的MEA,被验证可获得85%的Pt浸出效率

  • 图文导读

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本文来自法国Grenoble Alpes University/CNRS的Laetitia Dubau教授团队发表在Industrial Chemistry & Materials的文章:Electrochemical recovery of Pt/C electrocatalyst: optimization of the potential range on the leaching process and application to an aged MEA, https://doi.org/10.1039/D3IM00085K   

引用信息: Ind. Chem. Mater., 2024, DOI: 10.1039/D3IM00085K

  • 作者简介

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通讯作者

Laetitia Dubau教授,任职于法国Grenoble Alpes University、法国国家科学研究中心(CNRS),主要研究兴趣为电催化、质子交换膜燃料电池电极耐久性研究、低贵金属含量催化剂的开发等。目前已在Nat. Mater.Nat. Catal.Nano EnergyACS Catal.Appl. Catal. B等期刊发表100余篇论文,h指数为42,总被引6000余次。

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通讯作者

Lenka Svecova,法国Grenoble Alpes University副教授,主要研究兴趣为绿色化学、金属回收、液-液萃取等。

撰稿:原文作者

排版:ICM编辑部

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  • 期刊简介

Industrial Chemistry & Materials (ICM) 目前已被美国化学文摘(CA)、DOAJ、Google Scholar检索,是中国科学院主管,中国科学院过程工程研究所主办,英国皇家化学会(RSC)全球出版发行的Open Access英文期刊,由中国科学院过程工程研究所张锁江院士担任主编。ICM 以化学、化工、材料为学科基础,以交叉为特色,以应用为导向,重点关注工业过程中化学问题、高端材料创制中过程科学的国际前沿和重大技术突破,目前对读者作者双向免费。欢迎广大科研工作者积极投稿、阅读和分享!

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