自1970年以来，人们一直致力于减少汽车的有毒气体排放。在成功开发出可同时转化一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HCS）和氮氧化物（Nox）三种有害气体的三效催化剂（TWC）后，Rh作为唯一可以有效地催化还原NOx，成为汽车技术中必不可少的元素。然而，由于其在2007年的成本大幅上涨，人们进行了大量研究以取代TWCs中的Rh。尽管如此，Rh仍然不可替代，现在，Rh的价格再次大幅上涨。
近日，日本京都大学Hiroshi Kitagawa，Kohei Kusada，信州大学Michihisa Koyama报道了PdRuM三元固溶体合金纳米颗粒（NPs）具有高耐久性和活性的TWC性能，与Rh相比，其有望大幅度降低TWC催化剂的成本。
文章要点
1）研究人员利用化学还原法制备PdRuM固溶体合金纳米颗粒，证明了第三种元素在TWC反应温度下能有效地稳定固溶体合金结构。同时，PdRuIr比PdRu具有更佳的NOx还原催化活性，从而形成了一种成本更低的TWC以替代Rh。此外，研究人员通过密度泛函理论(DFT)计算，进一步揭示了第三种元素的影响。
这项工作为设计高耐用和高效的功能合金纳米颗粒提供了洞察力，指导了如何在混合焓之外最大限度地利用构型熵。
参考文献
Kohei Kusada, et al, Highly Stable and Active Solid-Solution-Alloy Three-Way Catalyst by Utilizing Configurational-Entropy Effect, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202005206
https://doi.org/10.1002/adma.202005206
