鉑金屬（PtM，M=Ni，Fe，Co）合金催化劑由于其眾所周知的應變和配體效應而表現出高氧還原反應（ORR）活性。然而，這些PtM合金在酸性環境中通常缺乏ORR耐久性，因為合金金屬由于其高電負性而容易溶解。
在此，北京大學郭少軍教授，新南威爾士大學Chuan Zhao，華中科技大學Liming Yang報道了一種具有低電負性錳收縮的新型PtMn合金納米枝晶催化劑，用于提高燃料電池的氧還原耐久性。
文章要點
1）PtMn中由Mn收縮引起的適度應變，與可逆氫電極(RHE)相比，在0.9V電壓下產生0.53 A mg-1的最佳氧還原活性。最重要的是，研究表明，相對于眾所周知的高電負性鎳基鉑合金對應物，PtMn納米枝晶催化劑在酸性溶液中經歷了較少的過渡金屬溶解，并且在10,000次降解循環后實現了96%的出色質量活性保留。
2）密度泛函理論計算表明，PtMn合金在形成焓和內聚能方面比PtNi合金在熱力學上更穩定。
3）基于PtMn納米枝晶的膜電極組件在低Pt負載量下可提供1.36 W cm-2的出色峰值功率密度，并在H2-O2氫燃料電池中以0.6 V運行50小時以上，并保持高性能。
參考文獻
Yan Nie, et al, Low-Electronegativity Mn-Contraction of PtMn Nanodendrites Boosts Oxygen Reduction Durability, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202317987
DOI: 10.1002/anie.202317987
https://doi.org/10.1002/anie.202317987
