由于铂族金属(PGMs)催化剂具有电子结构优化和高利用效率等优点，利用强金属-载体相互作用（SMSI）效应来提高催化剂的氧还原反应（ORR）活性极具应用前景。与传统碳载体相比，以金属氧化物作为替代性材料负载PGMs有助于提高其本征活性和耐久性。然而，金属/载体界面上受限的传质和电子传输问题仍然需要解决。

近日，中佛罗里达大学杨阳教授、俄勒冈州立大学冯振兴教授为了加强金属/载体界面的相互作用，提高PGM的利用效率，在表面氧化的PdNiMnO多孔膜中嵌入超低负载的Pd。

文章要点

1）Mn掺杂的目的是通过一种简便的阳极氧化工艺促进表面氧化，该工艺在Pd和载体之间可以形成充分暴露的界面，从而增强Pd/含氧载体界面处的SMSI效应以提高ORR性能。

2）含Ni的含氧催化剂既是析氧反应(OER)的活性组分，也是稳定Pd的功能载体，从而使PdNiMnO成为Zn-空气液流电池(ZAFB)的双功能催化剂。作为概念性证明，ZAFB (PdNiMnO)的最大功率密度为211.6 mW cm^-2，在电流密度为10 mA cm^-2时可以稳定循环超过2000 h，最小电压间隙仅为0.69 V，优于当前最先进的催化剂。

该研究提出的低Pd/功能性含氧载体相互作用的概念，为设计用于各种电化学能量应用的新型催化剂提供了依据。

参考文献

Wei Zhang,et al, Surface oxygenation induced strong interaction between Pd catalyst and functional support for zinc-air batteries. Energy Environ. Sci. 2022

DOI: 10.1039/D1EE03972E.

https://doi.org/10.1039/D1EE03972E