低Pt負載電極是直接乙二醇燃料電池(DEGFC)中的關鍵但具有挑戰性的技術，需要大幅提高Pt的活性位點數量和催化能力，而這一直是常用Pt合金催化劑中存在的一個矛盾。已證明對Pt施加一定的應變可有效提高Pt活性，這有望解決高Pt重量分數合金催化劑的這一瓶頸問題。然而，傳統的應變施加策略在高溫高壓等惡劣條件以及高設施要求下存在缺點。
在這里，哈爾濱工業大學（深圳）Yan Huang，香港城市大學Jun Fan激活了Fe空位，誘導了Pt原子的重排，從而在環境條件下通過原位簡便的一步電化學過程成功引入了壓縮應變。
文章要點
1）獲得的Pt-Fe合金催化劑（95.8wt.%Pt）在乙二醇氧化中實現了前所未有的高質量活性和比活性（22.7 A mgPt-1和23.4 mA cmPt-2）。尤其值得注意的是，DEGFC在極低的Pt負載量（Pt負載量：0.1 mg cm-2）下實現了最高的功率密度和最佳的穩定性，超過了所有已報道的DEGFC和許多采用中等貴金屬負載量電極（貴金屬負載量：>1mgcm-2）的直接甲醇燃料電池。
2）密度泛函理論計算表明，與其他空位和原子相比，Fe3空位更傾向于吸附Pt原子，從而導致Pt重新分布和壓縮應變。原位FITR和在線質譜證實，壓縮應變的Pt-Fe顯著提高了C-C鍵斷裂效率和抗CO中毒能力，揭示了其優異性能的內在機制。
參考文獻
Hao Lei, et al, Low Pt loading with lattice strain for direct ethylene glycol fuel cell, Energy Environ. Sci., 2024
DOI: 10.1039/D4EE01255K.
