氢燃料聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)通过氢的电化学氧化发电，是新兴的绿色和可持续技术解决方案的重要组成部分，以应对迫在眉睫的全球能源危机。然而，PEMFC阴极上的动力学缓慢的氧还原反应(ORR)仍限制着PEMFC的整体性能，导致巨大的动力学过电位，并且仍然需要在阴极催化层中不可接受的高Pt负载量。
近日，柏林工业大学Peter Strasser，Quanchen Feng报道和分析了一种低Pt 铂-镍（Pt-Ni）合金纳米颗粒（NP）阴极电催化剂的合成策略，用于分子氧催化电还原为水。
文章要点
1）催化剂合成过程包括镍有机聚合物的热解和浸出，随后的Pt NP的沉积，热合金化，得到了单一Ni原子位点（NiNC）负载的PtNi合金NPs，而Pt的质量分数仅为3-5 wt%。
2）尽管铂负载量较低，但与传统的20-30wt%基准PtNi催化剂相比，该催化剂表现出更好的Pt质量活性。
3）利用原位显微技术，研究人员直接在原子尺度上跟踪和揭示了PtNi合金形成过程的关键阶段。令人惊讶的是，研究发现，在合金形成过程中，作为Ni源的是碳包裹的金属Ni@C结构，而不是NiNx位点。
这项研究材料提供了一条进一步降低氢燃料电池阴极中总Pt含量的途径。
参考文献
Quanchen Feng, et al, Low-Pt NiNC-Supported PtNi Nanoalloy Oxygen Reduction Reaction Electrocatalysts—in situ Tracking of the Atomic Alloying Process, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202203728
https://doi.org/10.1002/anie.202203728
