該催化劑經(jīng)過5萬次循環(huán)后,表現(xiàn)出高穩(wěn)定性扁达,幾乎沒有任何活性衰減正卧。實驗結(jié)果和理論計算表明,應(yīng)變和配體效應(yīng)導(dǎo)致的強(qiáng)鍵合鉑氧位點較少缨拇。在這種催化劑的支持下茅早,燃料電池在0.6V電壓下的電流密度達(dá)1.5A/cm2,并能穩(wěn)定運(yùn)行至少180小時类紧。
在燃料電池和金屬空氣電池中肘论,鉑是最活躍的氧還原反應(yīng)電催化劑,具有良好的穩(wěn)定性抵思。然而悉砌,從成本和大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用方面考慮,哪怕是目前最先進(jìn)的鉑催化劑焙句,其活性和穩(wěn)定性仍然不足符晃。利用納米鉑合金的近表面結(jié)構(gòu),來提高鉑基電催化劑的電催化性能港摘,這種方法非常有前景绒双,可以最大限度地發(fā)現(xiàn)具有最佳性能的高活性位點。研究人員稱:“加入其他過渡金屬脖嗽,通過配體和應(yīng)變效應(yīng)还织,調(diào)整鉑-氧中間體的結(jié)合強(qiáng)度,可以提高催化劑性能烛亦。引入中空和多孔納米顆粒等開放納米結(jié)構(gòu)诈泼,如納米籠和納米框架結(jié)構(gòu),有助于實現(xiàn)這一目標(biāo)煤禽,并提升質(zhì)量傳遞铐达。”
為了制備納米籠岖赋,研究小組首先通過一鍋溶劑熱法,按不同比例減少鉑和鎳前驅(qū)體瓮孙,制備一維串狀的鉑-鎳合金納米籠(BNSs)唐断。在酸性條件下進(jìn)行處理,有選擇性地去除鎳種杭抠,留下由鉑皮和殘留的鉑鎳合金組成的超薄壁1D Pt-Ni BNCs脸甘。
研究人員表示:“本項研究提供合理設(shè)計鉑合金納米結(jié)構(gòu)的有效策略,有助于為催化劑在能源轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域的實際應(yīng)用提供指導(dǎo)偏灿。”