形狀可控的合金納米顆粒催化劑已被證明在液體半電池中的氧還原反應 (ORR) 中表現出更好的性能。然而，由于膜電極組件 (MEA) 中的操作條件更苛刻，將成功轉化為燃料電池中的催化劑層面臨挑戰。平衡耐久性和活性至關重要。
近日，上海交通大學Jianbo Wu, Tao Deng, 加州大學歐文分校Xiaoqing Pan開發了一種限制表面層內原子擴散的策略，促進熱處理過程中的相變和形狀保持。這使得鉑鐵納米線表面能夠通過低溫下的原子排序選擇性地轉化為金屬間結構。
文章要點
1）催化劑表現出增強的 MEA 穩定性，Fe 損失減少了 50%，同時保持了與半電池相當的高催化活性。
2）密度泛函計算表明，有序的金屬間表面可以穩定形態以防止快速腐蝕并提高 ORR 活性。
3）通過原子排序進行的表面工程為形狀可控的 Pt 基合金催化劑在燃料電池中的實際應用提供了潛力。
參考文獻
Yanling Ma, et al, Highly stable and active catalyst in fuel cells through surface atomic ordering, Sci. Adv. 10, eado4935 (2024)
DOI: 10.1126/sciadv.ado4935
