DOI: 10.1016/j.ijhydene.2022.11.071

对新型催化材料的研究对于燃料电池以及氢经济的发展具有重要意义。在本研究中，通过离心电纺丝技术成功制备了铂钴（PtCo）双金属纳米线，并评估了其作为质子交换膜燃料电池（PEMFC）电催化剂的潜力。研究了操作条件对纳米线形貌的影响，包括喷丝头的转速、外加电场和纳米线组成。通过循环伏安法（CV）和线性扫描伏安法（LSV）测试，探究了制备的纳米线的电化学性能，以表征电化学活性表面积（ECSA）和氧还原反应（ORR）活性。还进行了加速降解试验（ADT）以检查纳米线的耐久性。制备了使用PtCo纳米线作为正极电催化剂的膜电极组件（MEA），并将其性能与使用Pt/C催化剂的常规MEA进行了比较。研究发现，在转速为1600rpm、收集距离为12cm、外加电压为13kV的条件下，PtCo纳米线具有良好的形貌，当Pt:Co原子比为4:1时，其最小平均直径为76nm。相应的ECSA为41.2m2/g，LSV和ADT结果表明，所得PtCo纳米线表现出优于Pt/C催化剂的ORR活性和耐久性。

图1.在13kV的外加电压和不同的喷丝头旋转速度下制备的Pt4Co1纳米线的SEM图像：（a）1400rpm、（b）1600rpm、（c）1800rpm和（d）2000rpm。

图2.在（a）12kV和（b）14kV的外加电压，以及1600rpm的喷丝头旋转速度下产生的Pt4Co1纳米线的SEM图像。

图3.在13kV的外加电压和1600rpm的喷丝头转速下制备的原子比（Pt:Co）为（a）3:1、（b）2:1和（c）1:1的PtCo纳米线的SEM图像，以及（d）典型的EDS图谱。

图4.不同Pt和Co组成的纳米线的XRD图谱。

图5.不同组成的PtCo纳米线的CV曲线。

图6.不同组成的PtCo纳米线的LSV曲线。

图7.（a）Pt4Co1纳米线在3000次ADT循环前后的循环伏安图和（b）ORR极化曲线。

图8.使用Pt/C和Pt4Co1纳米线作为正极电催化剂的PEM燃料电池的极化和功率密度曲线。