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在苛刻電化學(xué)環(huán)境中電催化劑的表面極化現(xiàn)象導(dǎo)致電催化劑處于非熱力學(xué)平衡態(tài)，這種現(xiàn)象嚴(yán)重阻礙Pt系催化劑在高性能燃料電池中的熱力學(xué)穩(wěn)定性。

有鑒于此，華中科技大學(xué)李箐等將具有電子緩沖的元素（價(jià)態(tài)可變化的金屬，M=Ti, V, Cr, Nb）引入金屬間的Pt合金催化劑，構(gòu)筑L_1o-M-PtFe，抑制Pt殼層的表面極化，顯著改善Pt合金催化劑的性能和穩(wěn)定性。

主要內(nèi)容

（1）

通過原位XAS表征分析發(fā)現(xiàn)隨著電勢的增加，電子緩沖元素尤其是Cr有助于形成電子富集的Pt殼層，降低表面極化以及Pt的拉伸應(yīng)力。性能最好的L1o-Cr-PtFe/C催化劑實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的ORR性能，當(dāng)Pt的擔(dān)載量為0.075/0.125 mg_Pt cm^-2，0.9 V過電勢的質(zhì)量活性高達(dá)1.41/1.02 A mg_Pt^-1，額定功率密度 14.0/9.2 W mg_Pt^–1。

（2）

催化劑表現(xiàn)優(yōu)異的穩(wěn)定性，在0.8 A cm^-2電流密度進(jìn)行60000圈的老化測試過程，電壓損失僅為20 mV，性能是目前報(bào)道最好的ORR催化劑之一。通過DFT理論計(jì)算，發(fā)現(xiàn)摻入的Cr導(dǎo)致L_1o-PtFe/C的催化活性增強(qiáng)，同時(shí)Cr向Pt殼的電荷轉(zhuǎn)移提高催化劑的持久性。

參考文獻(xiàn)

Xuan Liu, Yuhan Wang, Jiashun Liang, Shenzhou Li, Siyang Zhang, Dong Su, Zhao Cai, Yunhui Huang, Lior Elbaz, and Qing Li*, Introducing Electron Buffers into Intermetallic Pt Alloys against Surface Polarization for High-Performing Fuel Cells, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c10681

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c10681