雙金屬FePt奈米粒子以化學法去合金機制並探討其觸媒結構變化過程中的氧氣還原反應

Abstract

本篇旨在研究觸媒結構與電催化活性的關係，作為陰極觸媒之FePt已經被廣泛運用於燃料電池的陰極觸媒，吾人欲模擬實際電池工作下電解液是否會對觸媒表面結構造成影響，於是以酸洗去合金化的實驗來觀察FePt觸媒結構變化。進而利用XAS中的EXAFS數據分析FePt去合金化奈米粒子的結構及表面組成，並且利用XRD、TEM等儀器分析 ，發現FePt奈米粒子不會因為酸洗而破壞觸媒的結構。此外，並將FePt去合金化系列樣品做氧氣還原反應(ORR)的電化學活性測試。

於陰極催化方面，在高電位（1.0V）下，FePt去合金化系列觸媒中以FePt去合金化30min具有最好的氧氣還原反應的活性，根據文獻與表面組成，發現加入活性高的金屬有助於觸媒對於氧氣的分解吸附，FePt去合金化30min表面Fe的合金程度最高，氧氣還原活性也最好。而在低電位（0.75V）下，以FePt去合金化8hr具有最好的氧氣還原活性，根據表面組成分析發現FePt去合金化8hr表面Pt的合金程度最高，有助於將所吸附氧原子進行電子轉移還原成水。因此，我們了解雙金屬FePt奈米粒子以化學法去合金機制的觸媒結構變化以及對氧氣還原反應活性所造成的影響。