开发具有高活性、耐用的非贵金属基电催化剂对于燃料电池实际应用和发展具有重要意义，目前燃料电池的电荷传输和反应动力学相对缓慢，严重制约了燃料电池的实际应用和发展。
近日，天津大学邓意达教授，陈亚楠副教授报道了采用空气辅助瞬态热震法制备了沉积在碳布上的高度分散的超薄碳包覆氧化镍纳米颗粒（NiO@C/CC），并将其作为碱性燃料氧化的高效电催化剂。
文章要点
1) SEM图像显示，NiO@C纳米粒子均匀分散在平均直径约为22.8 nm的碳布上。TEM图像清楚地表明，NiO NP具有球形的形貌，包裹在平均厚度约为2.82 nm的薄层碳层中。即使在水中超声处理30 min也能得到TEM样品，以获得保存完好的NiO-NP图像，这间接表明纳米粒子牢固地锚定在碳布上。其面间距离约为0.23 nm，对应于NiO的(111)晶格面。
2）实验结果显示，NiO@C/CC催化剂在乙醇电氧化中表现出优异的催化活性（高达119.1 mA cm−2）和耐久性（在测试过程中电流略有衰减），甚至对甲醇和乙二醇也是如此，其性能优于大多数已报道的非贵金属催化剂。
3）研究发现，NiO@C/CC优异的催化性能本质上归功于NiO@C纳米粒子的氧空位、高浓度、高价态Ni和碳层，其有助于调节表面性质和电子结构，增强电荷转移，并提供丰富的活性中心以及促进反应物分子在其表面的吸附能力。
空气辅助瞬态热冲击策略可用于指导过渡金属化合物的合理设计和快速合成，以用于碱性直接醇燃料电池的先进电催化剂。
Chang Liu, et al, Air-Assisted Transient Synthesis of Metastable Nickel Oxide Boosting Alkaline Fuel Oxidation Reaction, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202001397
https://doi.org/10.1002/aenm.202001397
