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质子交换膜燃料电池需要高效的催化剂来进行氧还原反应，而核壳结构能够最大限度地利用贵金属。有鉴于此，华东理工大学李春忠教授、李会会研究员、日本东北大学李昊等报道开发了一种可控的“碳缺陷锚定”策略制备核壳结构Pt1Ni1@Pt。
本文要点
1）在缺陷碳载体原位转化，生成平均尺寸为~2.6 nm的C核壳纳米粒子，因此得到Pt1Ni1@Pt核壳结构。强烈的Pt-C相互作用有效地抑制了纳米粒子的迁移或聚集，即使在经历了超过70000次潜在循环的稳定性测试后，也只导致1.6%的降解。Pt1Ni1@Pt/C催化剂具有较高的氧还原反应质量活性和比活性，在0.9 V下分别达到1.424±0.019 A/mgPt和1.554±0.027 mA/cmPt2，这归因于合适的压缩应变。
2）实验结果与结合了氧还原反应的基本动力学和热力学的微动力学模型的理论预测基本相符合。研究中获得一致结果为模型的高准确性和可靠性提供了令人信服的证据。这项工作表明理论指导对于催化剂设计与合适的合成方法之间进行协同作用的重要性，将理论转化为实验，为未来的催化剂开发提供了非常宝贵的经验与帮助。
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参考文献：
Cui, J., Zhang, D., Liu, Z. et al. Carbon-anchoring synthesis of Pt1Ni1@Pt/C core-shell catalysts for stable oxygen reduction reaction. Nat Commun 15, 9458 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-53808-y
https://www.nature.com/articles/s41467-024-53808-y
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