保证在延长操作时间的低Pt催化剂稳定性对于PEMFC（质子交换膜燃料电池）是个巨大挑战。

有鉴于此，中国科学技术大学吴宇恩教授、周煌副教授、中国科学院理化技术研究所高级工程师夏静、西安工业大学武志俊博士等报道了双重限域设计的催化剂设计，显著改善间金属纳米粒子的稳定性，而且维持优异的PEMFC催化活性。

本文要点：

（1）

首先，在纳米粒子表面包覆一层碳壳，形成碳限域结构。随后，在煅烧过程引入O₂，选择性刻蚀碳层，暴露活性表面，导致表面过渡金属偏析，形成Pt壳限域结构。因此，构筑的间金属纳米粒子受到碳限域层的保护、Pt皮肤限域，因此能够忍耐PEMFC催化的苛刻环境。

（2）

构筑的Pt₁Co₁双重限域催化剂在0.9 V的PEMFC测试过程中展示了高达1.45 A mg_Pt^-1质量活性，在30000圈循环后仅仅有17.3 %的性能衰减，而且结构没有明显改变，性能超过了大多数报道的PtCo催化剂性能，超过了DOE制订的2025目标。

此外，通过控制碳包覆层的厚度能够调节碳限域程度，这种方法同样能够用于合成双重限域Pt₁Fe₁或Pt₁Cu₁间金属纳米粒子。

参考文献

Lin Tian, Xiaoping Gao, Mengzhao Zhu, Zixiang Huang, Bei Wu, Cai Chen, Xianhui Ma, Yaner Ruan, Wenxin Guo, Xiangmin Meng, Huijuan Wang, Wubin Du, Shengnan He, Hongge Pan, Xusheng Zheng, Zhijun Wu, Huang Zhou, Jing Xia, Yuen Wu, Double Confinement Design to Access Highly Stable Intermetallic Nanoparticles for Fuel Cells, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202417095

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202417095