形状可控的合金纳米颗粒催化剂已被证明在液体半电池中的氧还原反应 (ORR) 中表现出更好的性能。然而，由于膜电极组件 (MEA) 中的操作条件更苛刻，将成功转化为燃料电池中的催化剂层面临挑战。平衡耐久性和活性至关重要。

近日，上海交通大学Jianbo Wu, Tao Deng, 加州大学欧文分校Xiaoqing Pan开发了一种限制表面层内原子扩散的策略，促进热处理过程中的相变和形状保持。这使得铂铁纳米线表面能够通过低温下的原子排序选择性地转化为金属间结构。

文章要点

1）催化剂表现出增强的 MEA 稳定性，Fe 损失减少了 50%，同时保持了与半电池相当的高催化活性。

2）密度泛函计算表明，有序的金属间表面可以稳定形态以防止快速腐蚀并提高 ORR 活性。

3）通过原子排序进行的表面工程为形状可控的 Pt 基合金催化剂在燃料电池中的实际应用提供了潜力。

参考文献

Yanling Ma, et al, Highly stable and active catalyst in fuel cells through surface atomic ordering, Sci. Adv. 10, eado4935 (2024)

DOI: 10.1126/sciadv.ado4935