Desenvolvimento de Catalisadores Catódicos Altamente Estáveis e com Melhora na Transferência de Massa: Nanotubos Intermetálicos FePt Sem Suporte Produzidos por Eletrofiação para Células a Combustível de Membrana de Eletrólito Polimérico

As células a combustível de membrana de troca próton (PEMFCs) são uma fonte alternativa de energia limpa e estão atraindo atenção crescente. No entanto, várias limitações, como a degradação do suporte de carbono e do ionômero Nafion no eletrodo catódico, devem ser superadas para aplicações práticas das PEMFCs. Nanotubos intermetálicos (NTs) ordenados em 1D sem suporte são considerados candidatos promissores para catalisadores catódicos altamente ativos e duráveis em PEMFCs. No entanto, os nanotubos em 1D são difíceis de produzir em grande escala, pois geralmente foram sintetizados usando um método baseado em molde que requer rotas sintéticas em múltiplas etapas. Neste estudo, um método simples e escalável para produzir nanotubos FePt intermetálico ordenado por eletrofiação é relatado. Quando testados como catalisadores catódicos, sob as condições de referência do Departamento de Energia dos EUA, a atividade dos NTs de FePt em estrutura tetragonal centrada na face (fct) supera a de Pt/C comercial. Em um teste de degradação acelerada a 1,4 V por 3 horas, a taxa de atividade de degradação dos NTs fct-FePt é de apenas 10%, enquanto a dos catalisadores Pt/C comerciais é de 65%. Para PEMFCs práticas, essa abordagem proporcionaria rotas simples para estruturas de nanotubos intermetálicos sem suporte com atividade cinética superior e maior durabilidade do que aquelas do catalisador Pt/C comercial.