燃料电池因其发电效率高、环境污染小而被认为是一种很有前途的能源。氧还原反应（ORR）直接决定了燃料电池技术的发展。目前，钯(Pd)、铂(Pt)及其合金是最先进的燃料电池ORR电催化剂，在过去的几十年里，人们通过各种策略，如形状、尺寸、组成、表面应变、电子结构和缺陷等，对Pd基电催化剂和Pt基电催化剂的控制进行了深入的研究。此外，电催化剂的相和结构对其催化活性的调节也起着举足轻重的作用。

近日，厦门大学黄小青教授，南京师范大学李亚飞教授报道了采用一种湿化学法来选择性地合成一类新型相控硒化钯（即Pd₇Se₄，Pd₁₇Se₁₅）纳米颗粒（NPs），用于促进碱性ORR。

文章要点

1）实验结果显示，相控制的Pd−Se NPs具有独特的相变电催化性能，其中Pd₁₇Se₁₅ NPs/C具有比Pd₇Se₄ NPs/C更高的ORR催化活性和稳定性。与可逆氢电极（RHE）相比，Pd₁₇Se₁₅ NPs/C在0.90 V下具有0.460 A mg_Pd⁻¹和1.201 mA cm⁻²的ORR质量活性和比活性，分别是Pd₇Se₄ NPs/C （商用Pt/C和商用Pd/C）的2.47（2.97和8.21）和1.59（5.07和9.24）倍。

2）X射线光电子能谱（XPS）和X射线吸收谱（XAS）分析结果显示，Pd₁₇Se₁₅晶体结构中的Pd原子由于相对于Pd₇Se₄具有更强的Se配位环境而处于正电状态，从而与氧中间体有较强的相互作用。密度泛函理论(DFT)计算结果显示，Pd₁₇Se₁₅表面可以将更多的电子转移到*OH中间体，这是其具有优异ORR活性的原因。

参考文献

Zhiyong Yu, et al, Phase-Controlled Synthesis of Pd−Se Nanocrystals for Phase-Dependent Oxygen Reduction Catalysis, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00147

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00147