碳载铂（Pt/C）催化剂在商业上被用于燃料电池，但是它会经历由一氧化碳(CO)引起的严重的活性中心中毒。特别是，考虑到阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)中氢氧化反应(HOR)的缓慢动力学，Pt中毒和慢速率的问题将相互结合，显著恶化器件性能。

基于此，中科大高敏锐教授，Qing Yang展示了一种不含PGM的Co-MoNi₄催化剂，它能很好地抵抗CO中毒，同时也能高效地催化碱性HOR。

文章要点

1）研究人员将Co(NO₃)₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O和(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O的金属盐溶解在NH₃·H2O/乙二醇/H₂O的混合物中，然后在200℃下微波加热6min。然后，将生成的产物在400 °C的氢气/Ar(5/95)气流中进行退火，以生成Co-MoNi₄催化剂。

2）实验结果显示，当用作AEMFC阳极时，即使在氢气进料中CO含量为250 ppm的情况下，Co-MoNi₄催化剂也比Pt/C催化剂运行得更好。

3）研究发现，Co在MoNi₄合金中的掺入产生了缺电子的Ni位点，导致d电子回馈到CO分子的反键轨道，从而削弱了CO的结合。

研究表明，通过掺杂促进的金属合金化策略，有可能缓解AEMFC中涉及的催化剂中毒问题。更广泛地说，这种方法也可以推广到许多其他非贵金属，从而推动用于燃料电池应用的新型催化剂。

参考文献

Yu Yang, et al, Suppressing Electron Back-Donation for a Highly CO-tolerant Fuel Cell Anode Catalyst via Cobalt Modulation, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202208040

https://doi.org/10.1002/anie.202208040