journal article·2012

Oxygen Electroreduction on PtCo3, PtCo and Pt3Co Alloy Nanoparticles for Alkaline and Acidic PEM Fuel Cells

Mehtap Oezaslan, Frédéric Hasché, Peter Strasser

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Abstract

Pt-Co alloy nanoparticles have emerged as one of the most promising electrocatalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) in hydrogen fuel cells. Our study presents a comprehensive structural, compositional and electrochemical characterization linked with ORR activity for carbon supported PtCo 3 , PtCo, and Pt 3 Co alloy nanoparticle catalysts in 0.1 M HClO 4 and 0.1 M KOH. Surface-sensitive cyclic voltammetry was used to investigate the changes of composition of outermost atomic layers of Pt-Co alloys. Our electrochemical results in alkaline media clearly show the stability and voltage-induced accumulation of Co on the particle surface, whereas in 0.1 M HClO 4 the voltage cycling initiates the rapid dissolution of Co to form a Pt-enriched surface surrounding by alloy core. We correlated the ECSA and ORR activity with the as-synthesized chemical composition of Pt-Co alloys. In results, after electrochemical treatment in 0.1 M HClO 4 the Pt mass based activities (j mass ) increase according: Pt(HT) < PtCo < Pt 3 Co < PtCo 3 at comparable particle size. Unlike to acid, after voltage cycling in 0.1 M KOH j mass increase according: PtCo 3 < Pt(HT) < PtCo < Pt 3 Co. However, in 0.1 M KOH activated PtCo 3 core-shell catalyst shows 4–5 fold higher mass activity compared to pure Pt and Pt(HT).
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Research context

OpenAlex topics: Electrocatalysts for Energy Conversion · Fuel Cells and Related Materials · Advanced battery technologies research

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