金属气凝胶作为一类具有连续导电金属网络骨架的高孔隙率、层次化多孔材料，在各个领域，特别是在电催化领域具有巨大的应用潜力。然而，由于金属气凝胶的脆性导致其在常规电极制备过程中的结构崩塌，如何最大限度地利用其固有的结构优势仍然是一个巨大的挑战。

有鉴于此，中山大学刘卫教授，郑治坤教授报道了一种通用的原位有机硅约束胶凝策略，将贵金属气凝胶（PtPd，PtAg，PdAg和AuAg）与大孔骨架（碳布（CC），碳纤维泡沫（CFF）和镍泡沫（NF）集成在一起）以保留金属气凝胶的固有和有利的结构，充分发挥其电催化作用。

文章要点

1）研究人员以CC（Pt_xAg_y AGs/CC）复合材料中/表面负载的Pt_xAg_y气凝胶为例，Pt_xAg_y AGs缠绕在CC纤维周围，并存在于CC纤维之间的大孔中，使得金属气凝胶固有的分层多孔结构和连续导电网络得到了很好的保留。同时，Pt_xAg_y AGs/CC具有良好的机械柔韧性，可直接用作电催化的独立电极。

2）实验结果显示，优化后的Pt₅₀Ag₅₀ AGs/CC具有优异的甲醇氧化反应（MOR）催化活性和稳定性，其质量活性是将Pt₅₀Ag₅₀ AGs墨滴涂在CC上（Pt₅₀Ag₅₀ AGs ink/CC）的5.0倍。Pt₅₀Ag₅₀ AGs/CC优异的电催化性能得益于金属气凝胶保存完好的连续导电金属网络骨架和三维分层多孔结构密切相关，进而具有更高的电子传递效率、更快的传质速度、更丰富的活性位点和良好的抑制聚集和Ostwald成熟的结构稳定性。

3）该策略具有很强的通用性，可以扩展到制备Pt₅₀Pd₅₀ AGs/CC，Pd₅₀Ag₅₀ AGs/CC和Au₅₀Ag₅₀ AGs/CC。同时，Pt₅₀Ag₅₀ AGs也可以集成到CFF（Pt₅₀Ag₅₀ AGs/CFF）和NF（Pt₅₀Ag₅₀ AGs/NF）中。

参考文献

Yuanyuan Zheng, et al, Boosting Both Electrocatalytic Activity and Durability  of Metal Aerogels via Intrinsic Hierarchical Porosity and Continuous Conductive Network Backbone Preservation, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202002276

https://doi.org/10.1002/aenm.202002276