PtNi催化剂是燃料电池中氧还原反应的一类合金型高效催化剂，然而它们的稳定性较差。近日，加州大学洛杉矶分校的黄昱教授和约翰霍普金斯学院的Tim Mueller教授合作，通过在合成过程中引入第三种元素Cu来调节其表面元素分布，从而显著增强了八面体PtNi纳米颗粒的稳定性和活性。为了揭示这一现象背后的机制，他们进行了蒙特卡罗(KMC)动力学模拟初始化使用生长跟踪实验，与PtNi相比，PtNiCu显著提高改善了镍和铜的保留率，与实验一致。KMC中单个原子的运动轨迹表明，稳定性的增强可以归因于合成催化剂中表面Pt组分的增加，这减少了表面空位的产生，抑制了表面迁移，并抑制了亚表面铜和镍原子的溶解，从而显著增强了催化剂的稳定性。

Liang Cao, Zipeng Zhao, Zeyan Liu, Wenpei Gao, Sheng Dai, Joonho Gha, Wang Xue, Hongtao Sun, Xiangfeng Duan, Xiaoqing Pan, Tim Mueller, Yu Huang. Differential Surface Elemental Distribution Leads to Significantly Enhanced Stability of PtNi-Based ORR Catalysts. Matter, 2019.

DOI: 10.1016/j.matt.2019.07.015

https://doi.org/10.1016/j.matt.2019.07.015