減少質子交換膜燃料電池（PEMFC）中鉑（Pt）的使用對于擴大PEMFC商業化至關重要，而最直接的方法是減小Pt顆粒尺寸。然而，小的Pt簇（特別是那些尺寸<2nm的Pt團簇）由于對氧中間體的過強吸附，通常表現出對氧還原反應（ORR）的活性降低。此外，這些小的Pt團簇往往降解得更快，導致耐久性更低。近日，韓國科學技術院Hyunjoo Lee、仁荷大學Hyung Chul Ham報道了用于PEMFC的碳包覆Pt合金簇催化劑。
本文要點：
1) 作者介紹了在PEMFC陰極中具有高活性和耐久性的碳包覆Pt合金簇催化劑（PtFe、PtCo、PtNi），并且通過密度泛函理論計算表明，碳原子穩定地吸附在PtFe團簇的Fe位點上，從而使相鄰的Pt位點對ORR具有高活性。
2) 此外，碳包覆Pt合金催化劑對氧中間體具有最佳的吸附強度。該項研究為開發耐用高效的ORR催化劑鋪平道路，并顯著減少質子交換膜燃料電池中Pt的使用。
Sangyong Shin et.al Carbon-Embedded Pt Alloy Cluster Catalysts for Proton Exchange Membrane Fuel Cells Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202400599
https://doi.org/10.1002/aenm.202400599
