研究背景
研究内容
Figure 1. 构建 Pt-C 配位层过程示意图及 Pt5Ce 金属间化合物电镜图。
铂溶解是影响 PEMFC 中铂基催化剂氧还原反应稳定性的主要因素之一。防止铂的溶解和提高 Pt 基催化剂的耐久性是一个重大挑战。Pt-C 层之间的强催化剂-载体相互作用抑制了颗粒团聚和 Ostwald 熟化，其空间位阻效应降低了 Pt 位点的电子密度，减少 Pt 与含氧中间体的吸附能，防止 Pt 的溶解。Pt-C 层还增加了活性位点的可及性，增强了 ORR 活性。
在酸性介质中，E-Pt5Ce 显示出的质量活性和比活性分别为 2.86 A mgPt⁻¹ 和 2.03 mA cm⁻²，分别比商业 Pt/C 高出约 15 倍和 5 倍。当用作 PEMFC 阴极催化剂时，0.90 V 下的质量活性几乎是美国能源部 2025 年目标的两倍。经过稳定性测试后，催化活性没有显著损失。密度泛函理论计算证实，Pt-C 配位键也作为活性位点。
这项工作揭示了 Pt-C 配位层的作用机制，它在 ORR 催化剂的制备和性能中起着至关重要的作用。该成果以 “Embedding the intermetallic Pt5Ce alloy in mesopores through Pt–C coordination layer interactions as a stable electrocatalyst for the oxygen reduction reaction”(《通过 Pt-C 配位层相互作用将金属间化合物 Pt5Ce 嵌入介孔用作氧还原反应催化剂》)为题，发表在英国皇家化学会期刊 EES Catalysis 上。
论文信息
Embedding the intermetallic Pt5Ce alloy in mesopores through Pt–C coordination layer interactions as a stable electrocatalyst for the oxygen reduction reaction
Nannan Jiang, Hao Wang, Huihui Jin, Xuwei Liu and Lunhui Guan*（官轮辉，中国科学院福建物质结构研究所）
EES. Catal., 2024, 2, 1253-1262
https://doi.org/10.1039/D4EY00194J
作者简介
本文第一作者，中国科学院福建物质结构研究所官轮辉研究员课题组博士。
本文通讯作者，研究员，博士生导师，课题组长。2001年7月本科毕业于北京大学化学与分子工程学院，获材料化学学士学位；2006年7月博士毕业于北京大学化学与分子工程学院，获理学博士学位；2006年9月于日本产业技术综合研究所开展博士后研究；2007年8月到福建物质结构研究所工作，任纳米材料研究室课题组长。
相关期刊
rsc.li/EESCatalysis
EES Catal.
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