二維鉑基納米催化劑制備和催化氧還原反應取得進展

  蘇州大學材料與化學化工學部黃小青課題組在二維鉑基納米催化劑的制備和催化氧還原反應方面取得重要進展。相關(guān)成果日前發(fā)表于《科學》。研究有效地解決了模型催化中電化學界面的瓶頸問題。
  據(jù)介紹，貴金屬催化劑可廣泛應用于環(huán)境保護、能源轉(zhuǎn)換、食品加工等領(lǐng)域。鉑基納米材料是目前ORR性能最好的電化學催化劑。由于其在地殼中的儲存量較少，價格昂貴，導致其在燃料電池領(lǐng)域的大規(guī)模應用受阻。如何提高貴金屬催化劑的原子利用率和反應活性一直是貴金屬催化領(lǐng)域的核心問題。減少鉑的負載量并提高ORR性能，是實現(xiàn)燃料電池可持續(xù)發(fā)展，清潔能源取代化石能源的必經(jīng)之路。
 黃小青課題組與國內(nèi)外多個團隊合作，制備了高質(zhì)量且單分散的PtPb納米片。結(jié)合球差矯正高分辨透射電鏡、中科院上海光源BL14W1線站同步輻射X射線吸收光譜等先進表征手段和密度泛函理論計算，研究發(fā)現(xiàn)4~6個Pt層能非常完美地覆蓋在PtPb納米片表面，形成獨特的PtPb/Pt核殼結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的鉑基催化劑展現(xiàn)出了卓越的ORR穩(wěn)定性。同時，該催化劑不僅可以作為燃料電池陰極ORR的催化劑，還可以被用來催化陽極反應，如MOR和EOR。