Pt基合金被认为是最有可能在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中取代商用Pt/C的氧还原电催化剂，只要它们的耐久性达到要求的标准。近日，中国科学技术大学Changzheng Wu等报道了一系列由超薄Pt“外皮”皮包裹的Pt基金属间化合物（Pt₃Co、PtCo和Pt₃Ti），其平均粒径低至约2.3 nm，具有出色的循环质量活性（MA）和氧还原耐久性。

本文要点：

1）作者通过一种特殊的中孔碳限域策略来获得该小尺寸的Pt基金属间化合物（Pt₃Co、PtCo和Pt₃Ti），Pt皮核-壳催化剂。

2）实验表明，在H₂-O₂燃料电池测试中，所制备的sub-Pt₃Co-MC表现出0.92 ± 0.02 A/mg的高MA，约为商业Pt/C的六倍。在循环加速耐久性实验中，在30,000次循环后，MA仅衰减了18.5%，这是已报道的Pt合金ORR催化剂中最高的循环MA。

3）根据理论和实验分析，作者证实了2.3 nm Pt₃Co金属间化合物具有收缩应变，从而提高了本征活性和稳定性。此外，作者还通过MD模拟研究了小尺寸Pt₃Co与膜电极组限域载体之间的相互作用。

该工作为用于燃料电池的Pt合金电催化剂的合理结构设计铺平了道路。

Han Cheng, et al. Subsize Pt-based intermetallic compound enables long-term cyclic mass activity for fuel-cell oxygen reduction. Proc. Natl. Acad. Sci., 2021

DOI: 10.1073/pnas.2104026118

https://www.pnas.org/content/118/35/e2104026118