Article 1:

Electrochemical and Raman spectroscopic evaluation of catalyst durability for the start/stop operating condition of PEFCs

M. Hara, M. Lee, C.-H. Liu, B.-H. Chen, Y. Yamashita, M. Uchida, H. Uchida, M. Watanabe

聚合物電解質燃料電池（PEFCs）啟停操作條件下催化劑耐久性的電化學和拉曼光譜

在製造聚合物電解質燃料電池（PEFCs）時，選擇和優化陰極催化劑的材料是非常重要的一環。本研究透過電化學和拉曼光譜方法，深入探討了幾種碳支持的鉑催化劑（碳黑（CB）和石墨化碳黑（GCB））的耐久性。在電壓階躍循環測試中，Pt/GCB樣品顯示出較長的半衰期（達到原始電化學活性表面積（ECA）值的一半所需的循環次數）和較小的I–E測量中的電壓下降，這表明GCB比CB具有更優越的耐腐蝕性。

此外，研究還使用微型拉曼光譜來分析耐久性測試中的降解程度，通過評估G帶（約1575 cm−1）與D1帶（約1325 cm−1）之間的帶面積比值的變化。拉曼光譜的曲線擬合計算顯示，潛力階躍循環前後的AD1帶/AG帶值的比較揭示了GCB支持催化劑之間降解速率的差異。然而，電池在電壓循環期間的性能保持歸因於支持材料的高耐腐蝕性和鉑納米粒子的均勻分佈。研究還顯示，通過熱處理可以抑制GCB支持材料的降解。

這項研究證明，微型拉曼光譜非常適合用於研究GCB支持的鉑催化劑的腐蝕情況，並提供了它們降解機制的寶貴見解。這些見解對於推進燃料電池技術的發展和優化，提供了更穩健和高效的能量轉換裝置的發展途徑。

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Ref.
[1] Hara, M., Lee, M., Liu, C. H., Chen, B. H., Yamashita, Y., Uchida, M., ... & Watanabe, M. (2012). Electrochemical and Raman spectroscopic evaluation of Pt/graphitized carbon black catalyst durability for the start/stop operating condition of polymer electrolyte fuel cells. Electrochimica Acta, 70, 171-181.