Pt与碱金属构成的合金是高活性稳定的燃料电池催化剂,但是Pt合金具有较高的还原电势,因此Pt合金的合成非常困难。
有鉴于此,大邱庆北科学技术院Jong-Sung Yu等报道溶液相合成PtMg合金纳米粒子。
本文要点
(1)
PtMg合金纳米粒子具有独特的结构,这种结构是规则的金属间内核以及Pt元素富集的壳构成。PtMg/C电极用于氢氧燃料电池能够在0.9 V达到0.50 A mgPt-1的质量活性,在30000圈循环后的性能仅有少量衰减(0.48 A mgPt-1)。这个性能达到了美国能源部制订的催化剂2025目标。
(2)
理论计算研究结果说明配体和应力效应(金属间核心与Pt富集的外壳之间的应力)之间结合作用使得优异的催化活性。核壳结构的稳定性来自合金的Mg形成缺陷的能量非常高。
参考文献
Gyan-Barimah, C., Mantha, J.S.P., Lee, HY. et al. High vacancy formation energy boosts the stability of structurally ordered PtMg in hydrogen fuel cells. Nat Commun 15, 7034 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-51280-2
https://www.nature.com/articles/s41467-024-51280-2