高效、穩(wěn)定、低Pt載量氧還原催化劑是燃料電池用陰極材料的主要研究方向之一，其中占據(jù)有重要地位之一的是核殼結(jié)構(gòu)Pt基納米材料。但是，超薄殼層的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、內(nèi)核組分浸出等問題常常會導(dǎo)致核殼結(jié)構(gòu)材料穩(wěn)定性難以滿足電池平穩(wěn)運行的要求。

    有鑒于此，天津理工大學(xué)丁軼課題組、羅俊課題組與北京計算科學(xué)研究中心劉利民課題組合作在Nature Energy發(fā)表論文，報道了一種高活性、高穩(wěn)定性、低Pt載量的PtPdAu三元合金氧還原催化劑。

 圖1. 新鮮NPG-Pd-Pt和經(jīng)過10000、30000、100000圈循環(huán)后樣品的電化學(xué)性能

    依據(jù)Au、Pd、Pt三種金屬原子擴(kuò)散速率、電負(fù)性的不同，研究人員采用電化學(xué)循環(huán)伏安法對亞納米尺度Pt-Pd-Au殼層的表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，終獲得兼具高效和高穩(wěn)定性的PtPdAu三元合金殼層氧還原催化劑。

    該催化劑的質(zhì)量活性是商業(yè)Pt/C的15倍，穩(wěn)定性測試70000圈后仍維持不變。這項工作的參與方還有日本電子、美國FEI、中科院物理所谷林課題組、中科院大連化物所苗澍博士，首要單位是天津理工大學(xué)，首要作者是研究生李健、印會鳴博士、*波博士和奧西博士，通訊作者是丁軼、羅俊和劉利民。

圖2. 新鮮催化劑NPG-Pd-Pt的高分辨HAADF圖和原子分辨EDS-Mapping圖

圖3. NPG-Pd-Pt循環(huán)10000圈（a-e）和30000圈（f-j）后的高分辨HAADF圖和原子分辨EDS-Mapping圖

圖4. Pt-Pd-Au(111)和Pt(111)表面的ORR活性理論計算

Jian Li1†, Hui-Ming Yin1†, Xi-Bo Li2†, Eiji Okunishi3†, Yong-Li Shen1, Jia He1, Zhen-Kun Tang2, Wen-Xin Wang1, Emrah Yu?celen4, Chao Li1, Yue Gong5, Lin Gu5, Shu Miao6, Li-Min Liu2*, Jun Luo1*and Yi Ding1*  Surface evolution of a Pt–Pd–Au electrocatalystfor stable oxygen reduction. Nature Energy 2017, 2, 17111. 

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