Engenharia de uma Liga Intermetálica de Platina-Cobalto com Alta Carga Sub-4 nm em Cobalto-Nitrogênio-Carvão Disperso Atomica para Redução Eficiente de Oxigênio em Células de Combustível

O desenvolvimento de uma montagem de eletrodos de membrana (MEA) de alto desempenho representa um desafio formidável para as células de combustível, que reside em alcançar simultaneamente uma alta carga metálica e uma atividade catalítica eficiente para os catalisadores da MEA. Aqui, introduzimos um suporte poroso Co@NC para sintetizar nanocristais intermetálicos de PtCo sub-4 nm, atingindo uma impressionante carga de Pt de 27% em peso. O catalisador PtCo–CoNC demonstra uma atividade catalítica excepcional e uma estabilidade notável para a reação de redução de oxigênio. Técnicas avançadas de caracterização e cálculos teóricos enfatizam o efeito sinergético entre ligas PtCo e átomos isolados de Co, o que melhora a dessorção do intermediário OH*. Além disso, o cátodo à base de PtCo–CoNC fornece uma densidade de potência alta de 1,22 W cm–2 no teste da MEA devido ao transporte de massa aprimorado, o que é verificado pelos resultados de simulação das distribuições de O2 e da densidade de corrente dentro da camada do catalisador. Este estudo estabelece a base para o design de catalisadores eficientes com aplicações práticas em células de combustível.