近日，《先进材料》杂志上发表了一篇题为“Concave Grain Boundaries Stabilized by Boron Segregation for Efficient and Durable Oxygen Reduction”的研究论文。
氧还原反应（ORR）是限制燃料电池和金属空气电池效率的关键过程。即使在使用铂（Pt）催化剂的情况下，其缓慢的动力学特性仍然是一个难题。为了降低铂的使用量，提高铂催化剂的特定活性和电化学活性表面积（ECSA）至关重要。
本研究提出了一种新型超细、富含晶界（GB）的铂纳米颗粒组装体，作为高效的ORR催化剂。这些纳米线具有较大的ECSA和高度的凹面GB位点，能有效提高特定活性。这些GB位点的原子具有更高的配位数和晶格畸变，使得氧的结合能降低，从而提升ORR性能。
更值得一提的是，硼偏析现象稳定了这些GB位点，在催化过程中保护了活性位点。经过硼稳定的铂纳米组装体，其ORR特定活性和质量活性分别达到9.18 mA cm−2和6.40 A mg−1Pt（在0.9 V vs. RHE下），比商业Pt/C催化剂提高了35倍以上，且在经过6万次电位循环后，性能衰减微乎其微。
作者简介：
Baptiste Gault博士是马克斯普朗克研究所的原子探针断层扫描小组组长，同时在伦敦帝国理工学院任兼职教授。他的研究聚焦于能源材料中的氢问题和材料的基本机制理解，特别是在合金设计和微观结构物理方面。Gault博士在材料科学领域具有丰富的研究经验，曾在多个国际知名学术机构任职。
参考文献：
X. Geng, M. Vega-Paredes, X. Lu, P. Chakraborty, Y. Li, C. Scheu, Z. Wang, B. Gault, Concave Grain Boundaries Stabilized by Boron Segregation for Efficient and Durable Oxygen Reduction. Adv. Mater. 2024, 2404839. https://doi.org/10.1002/adma.202404839
