铂基电催化剂的合理设计对质子交换膜燃料电池（PEMFCs）的商业化至关重要。研究发现，Pt-Co合金和氮掺杂碳能有效地提高氧还原反应（ORR）动力学。
近日，美国康奈尔大学Héctor D. Abruña报道了以双金属MOF衍生的N掺杂碳为载体的两种Pt-Co电催化剂，PtCo有序金属间化合物合金和PtCo2无序合金。
文章要点
1）研究人员通过化学合成双金属有机骨架（BMOF）前驱体，以及随后的浸渍和高温热解制备了有序的PtCo有序金属间化合物和PtCo2合金纳米颗粒，这些颗粒负载在掺氮的多孔碳上。
2）通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面分析、电子能量损失谱(EELS)和能谱仪(EDX)的扫描透射电镜(STEM)成像，从宏观到原子水平获得了双金属电催化剂的结构和组成信息。
3）在长期稳定性测试中，Pt-Co纳米粒子与Co-N-C之间的协同作用提高了ORR的整体活性，并保持了两种结构及其电化学性质的完整性。PtCo和PtCo2的最佳活性都出现在20000个潜在循环之后。
4）PtCo电催化剂的高性能归因于双原子层富Pt壳层的形成和PtCo@Pt核壳结构引起的晶格应变。PtCo2活性的提高则归因于电化学脱合金过程中形成了大的、海绵状的和小的固体纳米颗粒，从而使更多的Pt位暴露在表面。
该研究策略促进了对电催化中构效关系的理解，并为今后开发更具活性和耐久性的ORR电催化剂提供了启示。
Yin Xiong, et al, Synergistic Bimetallic Metallic Organic Framework-Derived Pt-Co Oxygen Reduction Electrocatalysts, ACS Nano, 2020
DOI：10.1021/acsnano.0c04559
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04559
