Pt與堿金屬構成的合金是高活性穩定的燃料電池催化劑,但是Pt合金具有較高的還原電勢,因此Pt合金的合成非常困難。
有鑒于此,大邱慶北科學技術院Jong-Sung Yu等報道溶液相合成PtMg合金納米粒子。
本文要點
(1)
PtMg合金納米粒子具有獨特的結構,這種結構是規則的金屬間內核以及Pt元素富集的殼構成。PtMg/C電極用于氫氧燃料電池能夠在0.9 V達到0.50 A mgPt-1的質量活性,在30000圈循環后的性能僅有少量衰減(0.48 A mgPt-1)。這個性能達到了美國能源部制訂的催化劑2025目標。
(2)
理論計算研究結果說明配體和應力效應(金屬間核心與Pt富集的外殼之間的應力)之間結合作用使得優異的催化活性。核殼結構的穩定性來自合金的Mg形成缺陷的能量非常高。
參考文獻
Gyan-Barimah, C., Mantha, J.S.P., Lee, HY. et al. High vacancy formation energy boosts the stability of structurally ordered PtMg in hydrogen fuel cells. Nat Commun 15, 7034 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-51280-2
https://www.nature.com/articles/s41467-024-51280-2