金属纳米颗粒由于其优异的催化活性而广泛用于各种化学/电化学领域，但是它们仍然会因烧结而失活，这导致了关于催化剂的成本和寿命的严重问题。

近日，韩国科学技术院WooChul Jung首次提出，可还原氧化物和贵金属之间的强金属-载体相互作用（SMSI）可以通过ALD应用于导电复合氧化物电极，因此可以实现在H₂和CH₄燃料中表现出优异反应性和耐久性的催化剂修饰的陶瓷燃料电池电极。

文章要点

1）鉴于具有SMSI的TiO₂或CeO₂由于其电子和离子导电性不足而不能直接用作电极材料，研究人员在导电钙钛矿氧化物（Pr_0.5Ba_0.5MnO₃ (PBMO)）上沉积了微量（≪1 nm）的无定形TiO_x种子层，然后通过常规湿法浸渍合成和分散Pt NCs以产生新的Pt/TiO_x界面。

2）结果，沉积的无定形TiO_x促进了Pt晶体的成核，从而改善了颗粒的分散性。更重要的是，在涉及空气热处理过程的湿浸渍过程中，TiO_x自发迁移并部分覆盖Pt表面，这保护了Pt颗粒在高温CH₄气氛中甚至在氧化条件下不团聚或焦化。

3）此外，与参考电池的功率密度相比，具有含Pt/TiO_x的PBMO电极的钮扣电池在700 ℃下在H₂和CH₄气氛中分别显示100%和400%增加的功率密度，超过120小时没有退化。

4）涂层方法可用于高温电化学应用。特别是，与以前的报道不同，SMSI是通过氧热处理实现，即使在氧化和还原气氛中也能稳定保持（即克服SMSI的可逆性），这为相关催化剂的未来应用提供了新的方向。

参考文献

Jongsu Seo, et al, Oxidative Strong Metal−Support Interaction Induced by an Amorphous TiO_x Seed Layer Boosts the Electrochemical Performance and High-Temperature Durability of Pt Nanocatalysts, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c00947

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00947