近日，国际顶级期刊《Nature Materials》发表了一篇题为“Reaction-driven restructuring of defective PtSe2 into ultrastable catalyst for the oxygen reduction reaction”的研究论文。成功将缺陷铂硒二烯（DEF-PtSe2）重构为高效稳定的氧还原反应（ORR）催化剂。
PtM（M=S, Se, Te）二硫族化合物作为一种二维材料，在电子、光电子和气体传感器领域具有广泛应用前景。然而，由于其半导体性质和有限的表面积，这类材料在氧还原反应催化剂领域的潜力常常被忽视。
本研究团队通过在氧气饱和的电解液中电化学循环，成功合成了高效的DEF-PtSe2催化剂。经过42000次循环，DEF-PtSe2的特定活性比商业Pt/C催化剂提高了1.3倍，质量活性提高了2.6倍。更令人惊喜的是，即使在经过126000次循环后，DEF-PtSe2仍保持了优异的ORR性能，性能衰减极小。
通过混合密度泛函理论的量子力学计算，研究发现性能提升主要归功于Pt纳米颗粒和DEF-PtSe2表面活性位点之间的协同作用。这一研究为PtM二硫族化合物电化学及先进催化剂设计提供了新的思路。
作者简介：
Jose L. Mendoza-Cortes 是密歇根州立大学的助理教授，主要研究理论凝聚态物理和材料科学。他在量子模拟、机器学习和多尺度模拟领域有深入的研究，旨在开发新的理论和计算技术来探索能源和材料性质。他的工作得到了多个机构的资助，并获得了多项奖项和认可。Mendoza-Cortes 教授致力于培养具有跨学科能力的科学家和工程师。
Bruce E. Koel 是普林斯顿大学化学与生物工程系的荣休教授和高级学者。他在1981年获得了德克萨斯大学奥斯汀分校的化学博士学位，并在1978年和1976年分别获得了恩波里亚州立大学的化学硕士和学士学位。Koel教授在化学工程领域有着广泛的研究，并且与普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）有合作。他曾在多个重要会议上发表主题演讲，并获得过多项荣誉和奖项，包括美国化学学会的George A. Olah奖、美国科学促进会（AAAS）的院士称号，以及美国真空学会（AVS）的院士称号。
原文链接：
Niu, W., Pakhira, S., Cheng, G. et al. Reaction-driven restructuring of defective PtSe2 into ultrastable catalyst for the oxygen reduction reaction. Nat. Mater. (2024). https://doi.org/10.1038/s41563-024-02020-w
https://www.nature.com/articles/s41563-024-01169-2
