耦合核壳结构与合金效应提升贵金属钯电催化性能

中国科学院过程工程研究所(IPE)和南京师范大学的研究人员最近报告了一种提高钯(Pd)在乙醇氧化反应中的电催化性能的策略，乙醇氧化反应是直接乙醇燃料电池(DEFCs)的关键阳极反应，为合理设计高效能量转换设备及其他设备中使用的电催化剂表面提供了合理的概念。

这项研究发表于《细胞报告物理科学》(Cell Reports Physical Science)上。

以乙醇为燃料的DEFCs具有能量密度高、毒性低、操作简单等优点。然而，缺乏用于阳极乙醇氧化的活性和坚固的电催化剂阻碍了商业化。

通常，具有核-壳结构的Au@Pd纳米粒子在乙醇电氧化过程中比Pd粒子单独具有更高的活性和稳定性。不幸的是，Au的晶格间距越大，在Pd薄壳中会产生拉伸应变，这会增加其表面对有毒反应中间体的吸收，从而危及其催化性能。

研究人员通过将合金化效应与核壳结构相结合来优化Pd壳的表面，从而实现高效乙醇电氧化。

科学家们将Fe原子合金化到薄的Pd壳层中，以补偿它们的晶格膨胀。电化学性能测试表明,用这种方法制备的核壳型Au@FePd纳米粒子在碱性介质中具有最高的催化乙醇电氧化的质量活性和比活性。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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