開發具有高活性、低成本且耐用的高效氧還原反應催化劑仍然是一個挑戰,阻礙了質子交換膜燃料電池(PEMFCs)的商業化前景。
有鑒于此,北京大學夏定國教授等報道合成了一種具有Pt反位點缺陷(PD-PZFCNC-HEI)的有序PtZnFeCoNiCr高熵金屬間化合物電催化劑。這種電催化劑對ORR具有高達4.12 A?mgPt-1的質量活性,是商業Pt/C催化劑的33倍。
本文要點:
(1)
以PD-PZFCNC-HEI作為陰極(0.05?mgPt?cm-2)組裝的質子交換膜燃料電池,展現1.9 W?cm-2的峰值功率密度,并且在0.9 V具有3.0 A?mgPt-1的高質量活性。
(2)
理論計算結合原位X射線吸收精細結構分析結果表明,缺陷工程優化Pt的電子結構,而且能夠激活非貴金屬位點活性中心,因此實現了優異的ORR催化活性。
這項研究為開發結構有序的高熵金屬間化合物納米催化劑的提供幫助。
參考文獻
Chen, T., Zhang, X., Wang, H. et al. Antisite defect unleashes catalytic potential in high-entropy intermetallics for oxygen reduction reaction. Nat Commun 16, 3308 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-58679-5
https://www.nature.com/articles/s41467-025-58679-5