三维氮掺杂石墨烯-碳纳米管负载网络状PtCu催化剂增强甲醇电氧化性能

背景：直接甲醇燃料电池因其高效清洁的能源转换特性受到广泛关注，但阳极甲醇氧化反应动力学缓慢，且铂基催化剂成本高、易受CO类中间体毒化，限制了其商业化应用。研究目的：本研究通过合理的载体结构设计，构建三维氮掺杂石墨烯复合碳纳米管负载的网络状PtCu合金催化剂，旨在提升催化剂的活性、稳定性及抗毒化能力。结论：成功制备的n-PtCu/3DG-CNT催化剂在酸性介质中表现出优异的甲醇电氧化性能，质量比活性达1775.5 mA·mg⁻¹Pt，是商业Pt/C-JM的5.54倍；面积比活性为3.59 mA·cm⁻²，是商业Pt/C-JM的7.47倍。在3917圈耐久性测试后仍保持75.0%的初始活性，显著优于商业催化剂。其优异性能归因于三维石墨烯骨架的丰富孔结构、氮掺杂增强的金属锚定作用、网络状PtCu合金的晶格缺陷与电子调控，以及氮掺杂石墨烯与碳纳米管间的界面协同效应。