用于氧还原反应的WO3–Pt/C电催化剂

氧还原反应（ORR）因其在燃料电池中的应用而被广泛研究。对燃料电池等清洁能源技术的需求不断增长。由于电化学电池的能量效率和电池电压受到 ORR 缓慢动力学的限制。目前，分散在碳上的铂 (Pt/C) 是 ORR 最活跃的催化剂；然而，除了成本高之外，这种金属还存在 ORR 过电位和甲醇耐受性差的问题。通过过渡金属氧化物如三氧化钨 (WO3) 和二氧化钛 (TiO2) 负载到 Pt/C 电催化剂上，不仅提供活性位点，还提供电子和离子导电性。

因此，WO3-Pt/C 电催化剂已通过化学还原反应合成氧还原反应，结果表明单电池氧还原反应的动力学活性高于传统 Pt/C 电极。其制备方法如下：

使用六氯铂酸（H2PtCl6·H2O）（Aldrich，≥37.50% Pt 基础）通过浸渍在 Vulcan XC-72R 碳（Cabot Corporation）上制备单金属 Pt/C 催化剂，标称铂含量为 10%wt Pt（Pt/ C 样品）。用铂前体和乙醇的溶液浸渍碳，并将混合物在室温下搅拌1小时。然后将产物过滤并在约30°C下缓慢干燥。最后，样品在氢气 (99.95%) 中在 300 °C 下处理 2 小时。 WO3–Pt/C 催化剂是通过使用先前制备的 Pt/C 催化剂在 70°C 下化学还原偏钨酸铵 (NH4)6H2W12O40（Aldrich，99.99%）的乙基溶液制备的。最后，将样品洗涤、过滤并缓慢干燥。制备了两种标称 WO3 含量分别为 5% 和 10% wt 的样品（分别为 5% WO3-Pt/C 和 10% WO3-Pt/C 样品）。

总之，WO3–Pt/C电催化剂已被合成用于氧还原反应，结果表明单电池氧还原反应的动力学活性高于传统 Pt/C 电极。工作温度下的开路电压约为 0.94 V，40 °C 时的最大功率密度为 90 mW cm-2，80 °C 时增加到 115 mW cm-2。这些值高于自制 Pt/C 催化剂获得的功率密度，表明 WO3 纳米结构的促进作用。这种电催化活性的增加归因于 Pt 和 WO3 之间的相互作用，其中 WO3 纳米结构从铂中去除氧原子并增加氢溢出。

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