Title of article :
High Pt Loading on Polydopamine Functionalized Graphene as a High Performance Cathode Electrocatalyst for Proton Exchange Membrane Fuel Cells
Author/Authors :
Faraji، Monireh نويسنده Chemistry Faculty, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran, P.O.Box .11155-9161 , , Gharibi، Hussein نويسنده Department of Chemistry, Faculty of Science, Tarbiat Modares University, P.O. Box 14115-175, Tehran, Iran , , Javaheri، Masoumeh نويسنده Ceramic department, Materials and Energy Research Center, Karaj, Iran ,
Issue Information :
فصلنامه با شماره پیاپی 0 سال 2016
Abstract :
ريخت شناسي واندازه نانو ذرات پلاتين نقش اساسي در بهبود فعاليت كاتاليستي و پايداري آنها دارند.در اين مقاله ما براي اولين بار سنتز نانو ذرات پلاتين با بارگذاري بالا را بر بستر گرافن كاهش يافته توسط پلي دوپامين گزارش مي كنيم.ميزان بار گذاري ذرات پلاتين بر بستر گرافن مي تواند تا %60-70% وزني با وارد ساختن پلي دوپامين ميان صفحات گرافن حاصل مي شود. پلي دوپامين مانع از اتصال مجدد صفخات گرافن و افزايش نفوذ بهتر اكسيژن مي شود. در مقايسه با كاتاليست تجاري Pt/C كاتاليست سنتز شده( (Pt@PDA-rGO كارايي الكترو كاتاليستي بالاتري براي واكنش احيا اكسيژن نشان مي دهد. ما پيشنهاد مي كنيم كه PDA-rGO به عنوان مانعي جهت جلوگيري از ريختن ذرات پلاتين به داخل الكتروليت عمل مي كند. الكترودهاي ساخته شده براي بررسي سينتيك واكنش اجياي الكتروشيميايي اكسيژن توسط روشهاي الكتروشيميايي مورد بررسي قرار گرفتند. همچنين نتايج بدست آمده با استفاده از روشهاي ميكروسكوپ الكتروني و نوري نيز مورد تاييد قرار گرفت. علاوه بر اين مي توان گفت روش امپدانس الكترو شيميايي اطلاعات دقيق تري نسبت به منحني پلاريزاسيون در خصوص سرعت انتقال بار و همچنين پديده هاي انتقال در نواحي مختلف پتانسيل اضافي مي دهد.
Abstract :
Morphology and size of platinum nanoparticles are a crucial factor in
improving their catalytic activity and stability. Here, we firstly report the
synthesis of high loading Pt nanoparticles on polydopamine reduced Graphene.
The loading concentration of Pt (nanoparticles) NPs on Graphene can be
adjusted in the range of 60-70%.With the insertion of polydopamine between
Graphene oxide sheets, stacking of Graphene can be effectively prevented,
promoting diffusion of oxygen molecules through the Graphene sheets and
enhancing the oxygen reduction reaction electrocatalytic activity. Compared
to commercial catalysts (i.e., state-of-the-art Pt/C catalyst) the as synthesized
Pt supported polydopamine grafted reduced graphite oxide (Pt@PDA-rGO)
hybrid displays very high oxygen reduction reaction catalytic activities. We
propose a unique 2D profile of the polydopamine-rGO role as a barrier
preventing leaching of Pt into the electrolyte. The fabricated electrodes were
evaluated with electrochemical techniques for oxygen reduction reaction and
the obtained results were further verified by the transmission electron
microscopy micrographs on the microstructure of the integrated pt@PDA-
rGO structures. It has been revealed that the electrochemical impedance
spectroscopy technique can provide more explicit information than
polarization curves on the performance dependence on charge-transfer and
mass transport processes at different overpotential regions.
Journal title :
Journal of NanoStructures
Journal title :
Journal of NanoStructures