阐明铂（Pt）纳米颗粒离聚体薄膜中O₂的渗透现象，对于提高质子交换膜燃料电池在低Pt负载量下的电催化性能具有重要意义。

近日，天津大学焦魁教授，美国加州大学欧文分校Yun Wang报道了碳负载的多面体铂纳米颗粒（立方体和四面体）在端面、边缘和拐角区域的离聚体膜结构、O₂密度分布、传输通量和渗透途径。

文章要点

1）研究人员利用分子动力学模拟研究了离聚体、Pt纳米颗粒、碳载体和O₂分子之间的分子相互作用。结果表明，在Pt表面（A区）存在一层致密的全氟磺酸排列的离聚物超薄层。在靠近Pt边缘和拐角的离聚物中（B区），由于Pt吸引力较弱，结构密度较小，导致O₂密度高于区域A中的O₂密度。

2）不同区域的O₂通量表明，大约90%的O₂分子通过其上角和边缘区到达了Pt立方体和四面体纳米颗粒。在Pt纳米颗粒附近，O₂的渗透路径是通过B区渗透到铂上角或边缘，而不是A区渗透到Pt面。

参考文献：

Linhao Fan, et al, Oxygen Transport Routes in Ionomer Film on Polyhedral Platinum Nanoparticles, ACS Nano

DOI: 10.1021/acsnano.0c07856

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c07856