成果简介
燃料电池已经证明了其绿色能源生产的潜力。然而，低反应性能成为大规模商业制造的障碍。本文，马来西亚国民大学Siti Kartom Kamarudin等研究人员在《Nanomaterials》期刊发表名为“Potential of 3D Hierarchical Porous TiO2-Graphene Aerogel (TiO2-GA) as Electrocatalyst Support for Direct Methanol Fuel Cells”的论文，研究侧重于三维孔隙层次结构TiO的新独特制备2-石墨烯气凝胶（TiO2-GA）支持阳极催化剂直接甲醇燃料电池的PtRu催化剂，该催化剂具有简便性，生态良性且经济性。
在这项工作中，使用了水热技术，然后是冷冻干燥技术和微波辅助乙烯还原技术。通过紫外/可见光谱、XRD、拉曼光谱、FESEM TEM和XPS证实了所研究材料的结构特性。基于现有的结构优势，研究了PtRu/TiO2-GA在DMFC阳极催化剂上的性能。实验结果表明，TiO2-GA支持物提供了一个明显的高表面积值68.44 m2g-1，质量活性/特定活性（608.17 mAmg-1/0.45 mA/cm2 PtRu），高于商业PtRu/C（79.11 mAmg-1/0.19 mA/cm2 PtRu）。在被动DMFC模式下，PtRu/TiO2-GA显示出3.1 mW cm-2的最大功率密度，是PtRu/C商用电催化剂的2.6倍。这表明PtRu/TiO2-GA在甲醇氧化方面具有很好的可能性，可以作为DMFC的阳极元素使用。
图文导读
图1.TiO2-石墨烯气凝胶制备流程
图2、GA, TiO2, 和TiO2-GA复合材料的XRD图案，比较了电催化剂。
图3。（a）制备的TiO2-GA的FESEM图像，（b）PtRu/TiO2-GA，（c）PtRu-TiO2-GA的高性能的TEM图像，和（d）标记为PtRu/TiO2-GA的SAED图案。
图4.在室温下，在2.0M的CH3OH中测试PtRu/TiO2-GA和PtRu/C（商用）电催化剂的DMFC单电池测试的I-V（电流-电压）曲线图。
小结
最后，本研究开发了一种新型的三维分层多孔TiO2-石墨烯气凝胶（TiO2-GA）混合催化剂，它将PtRu/C催化剂包裹在三维分层多孔TiO2-石墨烯气凝胶框架中。TiO2-GA复合材料是用水热技术生成的，然后冷冻干燥，然后被引入DMFC中作为阳极催化剂的催化载体。在电催化剂中，合成并比较了PtRu/TiO2-GA、PtRu/GA、PtRu/C和PtRu/TiO2等催化剂支架。本研究有效地证明了PtRu/TiO2-GA是作为DMFCs中阳极催化剂载体的最佳选择。
文献：https://doi.org/10.3390/nano13121819
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