科研進(jìn)展
青海鹽湖所在新型功能納米材料領(lǐng)域取得新進(jìn)展?
甲醇、乙醇等儲能小分子作為燃料的直接醇類燃料電池，具有能量密度高、工作溫度低、環(huán)境友好、燃料儲存和填充方便等優(yōu)點(diǎn)。電催化劑作為電催化反應(yīng)的核心，對提高燃料電池的效率起著重要作用。然而，目前開發(fā)的催化劑大多動力學(xué)遲緩，并涉及多電子轉(zhuǎn)移過程的陽極醇氧化反應(yīng)。以Pt和Pd為代表的鉑族金屬表現(xiàn)出良好的催化效果，但在提高其固有活性和穩(wěn)定性的同時還需要進(jìn)一步降低成本。多孔納米結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步增加比表面積和孔體積，從而最大限度地提高反應(yīng)物分子的有效傳質(zhì)能力和納米級電催化劑內(nèi)的電子遷移率。因此，調(diào)控超薄鉑基或鈀基合金的孔隙，有望成為最大化本征催化活性和穩(wěn)定性的新途徑。
本研究創(chuàng)制了一系列具有可調(diào)成分的多孔PdPtNi納米片（圖1），在堿性電解質(zhì)中實(shí)現(xiàn)了對甲醇和乙醇氧化反應(yīng)的高效電催化。得益于超薄結(jié)構(gòu)、豐富的臺階原子和優(yōu)化的電子結(jié)構(gòu)，優(yōu)化后的Pd45Pt42Ni13／C的MOR質(zhì)量活性和比活性分別達(dá)16.2 A mg PGM－1和12.7 mA cm－2，遠(yuǎn)高于商業(yè)Pt／C和其他PdPt基催化劑?。▓D2）。研究還證實(shí)了多孔PdPtNi納米片可作為高效的陽極醇氧化反應(yīng)電催化劑，表明其在多電子轉(zhuǎn)移陽極醇氧化反應(yīng)電催化中的多功能性。通過最大限度地增加電催化活性位點(diǎn)的數(shù)量和提高單個位點(diǎn)的內(nèi)在催化活性，通過在超薄Pt或Pd基納米結(jié)構(gòu)中引入孔隙，實(shí)現(xiàn)了陽極醇氧化反應(yīng)電催化性能的顯著提升，為直接醇類燃料電池提供了一類高性能的陽極催化劑。
研究結(jié)果以“Ultrathin porous PdPtNi nanosheets as efficient electrocatalysts for alcohol oxidation reactions”為題發(fā)表在Chemical Engineering Journal期刊（中國科學(xué)院一區(qū)TOP）。中國科學(xué)院青海鹽湖研究所為第一完成單位，裴陵君為第一作者，劉虎研究員為主要通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（52271189）資助。
文章鏈接：https：／／www．sciencedirect．com／science／article／pii／S1385894724005989
多孔PdPtNi納米片的制備及形貌表征
多孔PdPtNi納米片和商業(yè)Pt／C在含0.5 M乙醇的0.1 M KOH電解質(zhì)中的EOR電催化性能
