穩定活性PtNi合金催化劑對氧還原反應至關重要。摻雜特定金屬是一種經驗策略,然而,摻雜劑如何提高PtNi催化劑穩定性的原子級見解仍然難以捉摸。
湖南大學Hongwen Huang等通過鉬和金摻雜劑的典型例子,確定了鉬和金在穩定PtNi納米線催化劑中的不同作用。
本文要點:
(1)
具體而言,由于Ni-Mo和Pt-Au的原子軌道之間更強的相互作用,Mo摻雜劑主要抑制Ni原子的向外擴散,而Au摻雜劑有助于表面Pt覆蓋層的穩定。在這種原子理解的啟發下,作者通過將Mo和Au的不同功能整合到一個實體中來合理地構建PtNiMoAu納米線。
(2)
因此,組裝在燃料電池陰極中的這種催化劑表現出顯著的活性和耐久性,甚至超過了美國能源部2025年的技術目標。
參考文獻:
Gao, L., Sun, T., Chen, X. et al. Identifying the distinct roles of dual dopants in stabilizing the platinum-nickel nanowire catalyst for durable fuel cell. Nat Commun 15, 508 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-44788-0
https://doi.org/10.1038/s41467-024-44788-0