Science：镧系元素调控Pt纳米合金ORR活性！

考虑到汽车用的低温燃料电池中ORR反应动力学相对较低，所以，使用的Pt负载量一般都很高。为了降低Pt的负载量，减少经济成本，科学家们也是拼了！

 

有鉴于此，Escudero-Escribano等人系统研究了一系列共8种Pt-镧系/碱土金属合金电极：Pt5M。其中M包括镧、铈、钐、钆、铽、镝、铥、钙。

 

图1. Pt₅M电化学性能

研究表明，酸浸导致在催化剂表面产生的单层Pt是这类催化剂的活性主要来源。催化剂中的压缩应力使ORR活性爆发式增强，比Pt的活性增强了3-6倍。这些材料都属于目前报道中活性最高的几种聚晶Pt基合金电催化剂之列。

 

总之，含有镧系元素的合金Pt催化剂中压缩应力提高活性，焓效应提高稳定性！该研究成果证明了镧系收缩可用于控制应力效应，并能对其反应活性、稳定性和反应性进行调控。

图2. Pt₅M结构

图3. 电化学表征前后的XPS表征以及单层Pt厚度对晶格参数和活性损失的函数关系！

 

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María Escudero-Escribano, Ifan E. L. Stephens*, Ib Chorkendorff,* et al. Tuning the activity of Pt alloy electrocatalysts by means of the lanthanide contraction. Science, 2016, 352, 73-76.