通过电催化过程实现化学物质和电力的有效相互转化对于许多可再生能源计划至关重要。氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）缓慢的反应动力学一直是该领域的最大挑战之一，经常需要昂贵的铂基金属电催化剂，以提高活性和耐久性。合金表面应变和优化的配位环境可提高Pt基纳米晶体在酸性介质中的ORR活性；然而，在碱性条件下，Pt基金属上氧结合强度难以达到最优化，提高在碱性环境中的ORR活性仍然具有挑战性。近日，北京大学郭少军等合成了一种卷曲片状，厚度为亚纳米级别的PdMo双金属烯，该PdMo双金属烯在碱性条件下可高效稳定的ORR/OER，适合用作锌或锂空气电池的正极。PdMo双金属烯的薄层结构使得该催化剂具有高的电化学活性表面积（138.7 m2/gPd）以及高的原子利用率；在碱性溶液中，0.9V的条件下（相对于RHE），该催化剂ORR的质量活性为16.37 A/mgPd，分别是商用Pt/C和Pd/C催化剂的78倍和327倍，并且经30,000个循环后，几乎没有衰减。DFT计算表明，合金化效应，弯曲的几何形状引起的应变效应以及量子尺寸效应调节了系统的电子结构，从而优化了氧的结合。
Mingchuan Luo, Shaojun Guo*, et al. PdMo bimetallene for oxygen reduction catalysis. Nature, 2019
DOI: 10.1038/s41586-019-1603-7
