質子交換膜燃料電池作為汽車的動力源展現出了巨大的潛力，然而目前正面臨著陰極氧還原反應效率低以及全氟磺酸（Nafion）離聚物導致嚴重性能退化等技術挑戰。
有鑒于此，北京大學郭少軍教授等報道一種核/殼納米顆粒的設計與構建。該納米顆粒由Pt3Fe金屬間化合物納米顆粒作為內核，原子級薄的多孔氮摻雜碳層作為外殼，因此減輕全氟磺酸離聚物的中毒問題以及界面處的局部氧氣傳輸障礙，提升膜電極性能。
本文要點：
（1）
結合電化學、光譜表征以及DFT理論計算表明，夾在中間的碳層能夠有效地防止表面鉑活性位點被離聚物毒化。此外，這種精心的設計有助于離聚物在催化劑層中更均勻地分布，并使氫 - 空氣燃料電池的峰值功率密度達到了1.0 W cm?2。
（2）
由于這種結構誘導產生的強Fe?N配位作用，我們獨特的催化劑能夠有效地保留過渡金屬，因此在0.5 V的恒定電位下，燃料電池能夠在100 h內保持顯著的耐久性。
參考文獻
Cao, X., Guo, H., Han, Y. et al. Sandwiching intermetallic Pt3Fe and ionomer with porous N-doped carbon layers for oxygen reduction reaction. Nat Commun 16, 2851 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-58116-7
https://www.nature.com/articles/s41467-025-58116-7
