非铂族金属（PGMs）催化剂对O₂还原反应具有较高的初始活性，但在酸性介质中对PEMFC和DMFC的稳定性较差。

有鉴于此，帕多瓦大学Stefano Agnoli，蒙彼利埃大学Frédéric Jaouen报道了Pt/FeNC杂化催化剂（1-2 wt% Pt）的原子级结构，采用STEM和EDXS揭示了Pt@FeO_x颗粒的存在。

文章要点

1）研究人员通过甲醇氧化反应的抑制和CO剥离实验证实了催化剂表面没有裸露的Pt。这种由FeN_x中心和Pt@FeO_x颗粒组成的Pt/FeNC催化剂在DMFC阴极上具有良好的应用前景。

2）为了从根本上揭示Pt@FeO_x在酸性介质中的稳定性以及Pt@FeO_x的本征ORR活性，研究人员通过沉积厚度可控（1.0~6.4 nm）的FeO_x薄膜，以完全覆盖Pt（111）表面，构建了模型表面，相对于RHE，在酸性介质中的稳定电位范围为0.45–1.05 V。

3）Fe₂O₃ / Pt（111）的比ORR活性随覆盖层厚度的减小呈指数增加，这可以通过Pt电子穿过Fe₂O₃的隧穿效应来解释。这种特殊现象解释了最近报道的PEMFC中Pt/FeNC复合材料的优异耐久性，从而确定了一种有效的核壳策略，可在酸性介质中产生无PGM的稳定表面，并具有甲醇耐受性。

Stable, Active and Methanol Tolerant PGM-free Surface in Acidic Medium: Electron Tunneling at Play in Pt/FeNC Hybrid Catalysts for Direct Methanol Fuel Cell Cathode, ACS Catal., 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c01288

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c01288