超薄纳米片催化剂在催化氧还原反应（ORR）方面具有很大的应用潜力，但其也遇到了表面原子利用率不足的限制，因此进一步提高催化活性面临着巨大挑战。

近日，哈工大于永生教授，杨微微副教授，北京大学郭少军教授报道了开发了一种具有更多电催化活性中心的PdPtCu超薄纳米环，旨在突破传统催化剂的活性极限。

文章要点

1）以Pd(Acac)₂、Pt(Acac)₂和Cu(acac)₂为金属前驱体，W(CO)₆为还原剂，NH₄Br为结构导向剂，OAM为溶剂和表面活性剂，采用顺序还原法制备了PdPtCu超薄纳米环。所制备的PdPtCu纳米环在内外表面的边缘都有丰富的高指数面。

2）这种催化剂的电化学活性比表面积（ECSA）高达92.2 m² g^-1_PGM，远高于工业Pt/C催化剂。优化后的Pd₃₉Pt₃₃Cu₂₈/C具有较高的ORR活性，0.9 V时比活性为2.39 mA cm^-2，质量活性为1.97 A mg^-1_PGM，且在30000次循环内具有优异的耐久性能。

3）密度泛函理论（DFT）计算结果表明，高指数面和合金化的Cu原子可以优化氧的吸附能，从而揭示了ORR活性增强的原因。

这项研究克服了亚纳米电催化剂的关键技术障碍，成功地将中空结构引入到超薄纳米片中，预示着高性能ORR催化剂在燃料电池中的广阔应用前景。

参考文献

Menggang Li, et al, High-Index Faceted PdPtCu Ultrathin Nanorings Enable Highly Active and Stable Oxygen Reduction Electrocatalysis, Small Methods 2021

DOI: 10.1002/smtd.202100154

https://doi.org/10.1002/smtd.202100154