“我开发出超稳定三维铂铜纳米线催化材料”

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记者7日从内蒙古大学获悉，该校王勤教授团队与吉林大学移动材料教育部要点实验室等多个国家要点实验室合作，研制出具有超细尺寸、自支撑刚性结构，同时表面富含大量铜空位缺陷的超稳定三维铂铜纳米线催化材料

研究成果论文《通过控制金属缺陷和晶格应力提高贵金属合金电催化性能的研究》最近在国际化学行业期刊《德国应用化学》上发表。

王勤表示，碳载铂类电催化材料广泛用于燃料电池的阴极还原和阳极氧化反应，但其稳定性差、价格高、反应动力学慢等限制了商业化应用。 因此，急需开发高效、耐久性良好的自支撑铂类电催化材料。

研究小组发现，通过将铂和非贵金属合金化，减少铂的使用量，控制晶格应力和电子结构，可以获得优异的氧化还原反应催化活性。 另外，金属空位点缺陷和压缩应力也能明显提高电催化性能。 缺陷不仅表现出独特的电子特征，还能与金属原子等活性物种形成新的协同配位结构，从而获得最佳的催化性能。

研究小组通过电化学蚀刻组装了富含金属空位点缺陷的高效电催化材料的合成战略，合成了富含超细尺寸、自支撑结构、铜空位点缺陷的超稳态三维铂铜纳米线。 该材料具有优异的氧化还原反应催化性能，其质量活性是商用铂催化剂的14.1倍，是美国能源部全年快速发展目标的7.2倍，也是目前世界上报道的性能最高的自支撑贵金属催化材料。 研究小组用密度泛函理论计算结果表明，铜空位点的引入改变了铂原子对含氧中间体的吸附。 该研究为电化学活化过程中活性位的控制及金属空位缺陷、晶格应力的研究提供了重要的研究思路。 (张景阳胡红波)