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保證在延長操作時間的低Pt催化劑穩(wěn)定性對于PEMFC（質(zhì)子交換膜燃料電池）是個巨大挑戰(zhàn)。

有鑒于此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)吳宇恩教授、周煌副教授、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所高級工程師夏靜、西安工業(yè)大學(xué)武志俊博士等報道了雙重限域設(shè)計的催化劑設(shè)計，顯著改善間金屬納米粒子的穩(wěn)定性，而且維持優(yōu)異的PEMFC催化活性。

本文要點：

（1）

首先，在納米粒子表面包覆一層碳殼，形成碳限域結(jié)構(gòu)。隨后，在煅燒過程引入O₂，選擇性刻蝕碳層，暴露活性表面，導(dǎo)致表面過渡金屬偏析，形成Pt殼限域結(jié)構(gòu)。因此，構(gòu)筑的間金屬納米粒子受到碳限域?qū)拥谋Ｗo、Pt皮膚限域，因此能夠忍耐PEMFC催化的苛刻環(huán)境。

（2）

構(gòu)筑的Pt₁Co₁雙重限域催化劑在0.9 V的PEMFC測試過程中展示了高達1.45 A mg_Pt^-1質(zhì)量活性，在30000圈循環(huán)后僅僅有17.3 %的性能衰減，而且結(jié)構(gòu)沒有明顯改變，性能超過了大多數(shù)報道的PtCo催化劑性能，超過了DOE制訂的2025目標。

此外，通過控制碳包覆層的厚度能夠調(diào)節(jié)碳限域程度，這種方法同樣能夠用于合成雙重限域Pt₁Fe₁或Pt₁Cu₁間金屬納米粒子。

參考文獻

Lin Tian, Xiaoping Gao, Mengzhao Zhu, Zixiang Huang, Bei Wu, Cai Chen, Xianhui Ma, Yaner Ruan, Wenxin Guo, Xiangmin Meng, Huijuan Wang, Wubin Du, Shengnan He, Hongge Pan, Xusheng Zheng, Zhijun Wu, Huang Zhou, Jing Xia, Yuen Wu, Double Confinement Design to Access Highly Stable Intermetallic Nanoparticles for Fuel Cells, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202417095

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202417095