电化学能源转化与能源储存是解决环境污染与能源枯竭的有效方式，由于乙醇生产成本较低，产物危害小以及运输储存相对容易等特点，乙醇燃料电池是一种极具潜力的替代传统化石能源产能的新型燃料，然而，这种新兴燃料的商业化应用却极大地受制于反应条件下（< 90 ^oC）缓慢的乙醇氧化反应（EOR）速率。虽然氧化物材料负载的铂基贵金属（Pt-OCS）材料是有效的EOR电催化剂，其具有比纯的Pt更高的稳定性，然而理论认知的缺乏却阻碍了氧化物负载物的选择与最佳Pt-OCS的设计。

有鉴于此，国立台湾师范大学的 Jeng-Han Wang和加州大学尔湾分校的 Kuan-Wen Wang, Xiaoqing Pan等合作，利用密度泛函理论（DFT）探究了不同氧化物负载的Pt电催化剂的EOR活性，并在此基础上设计、提出具有最佳效果的氧化物负载体与相应的EOR电催化剂。

本文要点

要点1. 通过DFT计算考察一系列氧化物负载的Pt贵金属催化剂后，选取适当的描述因子，发现其中Pt-AuO具有最高的EOR反应活性，而Pt-SnO具有最佳的EOR反应稳定性，同时，采用实验手段合成了相应的EOR电催化剂并对上述理论做了验证。

要点2. 基于上述理论，构建了Pt-AuSnO催化剂，发现其速率控制步骤，即O-H键断裂的活化能得到有效降低，从而预测了其优异的EOR效果，为了验证，合成了Pt-AuSnO_x电催化剂，发现其同时具有很高的EOR反应活性与反应稳定性，其EOR活性可达Pt催化剂的接近10倍。

基于以上讨论，该工作为今后的Pt-OCS催化剂中的氧化物负载体设计、选择提供了理论依据，同时，这些发现有望阐明与Pt-OCS相关的EOR电催化机理。

Dai et al., Optimization of Pt–Oxygen-Containing Species Anodes for Ethanol Oxidation Reaction: High Performance of Pt-AuSnO_x Electrocatalyst, J. Phys. Chem. Lett., 2020.

DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c00213

https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c00213