ACS Catalysis：用于ORR的PtRh纳米树枝晶电催化剂的结构演变及其超高耐久性

Nanoyu

2022-02-26

开发用于氧还原反应（ORR）的耐久Pt基电催化剂是质子交换膜燃料电池商业化的必要条件。然而，金属组分的溶解作为Pt基电催化剂降解的主要原因之一，迄今为止，尚未得到彻底改善。

近日，中科院大连化物所孙公权研究员，王素力研究员采用一锅合成法制备了枝晶状PtRh合金催化剂（PtRh ND），该催化剂在加速耐久性试验中经历了显著的结构演变。

文章要点

1）通过结合HRTEM、AC-STEM、ICP-OES和XPS等多种表征手段，研究人员最终证实了PtRh合金催化剂在前10 K ADT循环中通过“自愈”效应形成了富铂表面。

2）改进后的PtRh电催化剂对ORR的MA和SA分别是商品Pt/C的1.7倍和3.9倍。值得注意的是，90 K ADT循环后半波电位负移仅5 mV，MA仅降低约12%。PtRh催化剂的稳定性远远好于商用Pt/C，超过了文献报道的大多数铂基催化剂。

3）密度泛函理论（DFT）计算表明，富铂表面和底层PtRh合金之间的协同作用确保了在电位循环下优异的抗溶解性。

研究为质子交换膜燃料电池商业化设计耐用的铂基ORR电催化剂提供了一种有效途径。

参考文献

Zhao An, et al, Structural Evolution of a PtRh Nanodendrite Electrocatalyst and Its Ultrahigh Durability toward Oxygen Reduction Reaction, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.1c05462

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c05462