Nature子刊：Pt基高效ORR电催化剂！

聚合物电解质膜燃料电池中存在一个重大的问题在于：ORR（氧还原反应）电催化活性偏低。一个行之有效的方法是对Pt基ORR电催化剂的表面电子结构进行调控，控制催化剂与反应物的相互作用，从而提高反应效率。

 

有鉴于此，He等人在以PtNi₃纳米八面体为基础，在Pt-Ni合金表面构建了一层超薄的无定形Ni-B薄膜。这种Ni-B薄膜作为电子受体，起到了调控Pt-Ni催化剂表面电子结构的作用。

 

图1. PtNi/Ni-B催化剂的制备与表征

 

    特殊的界面设计实现了ORR性能的大幅度提高！研究表明，在0.9 V条件下，Ni-B膜包裹的Pt-Ni合金电催化剂的ORR质量活性比商业Pt/C高27倍。进一步，在晶态表面与无定形膜之间的表界面效应的指导下，研究人员将商业Pt/C的ORR性能提高了3倍!

 

图2. PtNi/Ni-B催化剂的电化学性能

 

图3. Pt/C 催化剂与Pt/C/Ni-B催化剂的ORR性能

 

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Daping He, Libo Zhang, Yuen Wu, Chen Chen, Yadong Li et al. Amorphous nickel boride membrane on a platinum–nickel alloy surface for enhanced oxygen reduction reaction. Nature Communications 2016, 7, 12362.