工学院郭少军课题组与合作者在新型多金属纳米晶氧气电催化剂研究中获进展

高效氧气电催化剂是实现高性能的燃料电池、水裂解器件和锂空电池的关键。减少或取代昂贵的Pt基催化剂并降低氧气还原的过电位是目前燃料电池催化剂研究的一个重要方向。目前主要是通过两种方案设计高效氧还原催化剂：一是设计合成Pt基多金属纳米材料，利用合金效应和核壳结构等增强Pt催化剂效率；另一途径是采用非贵金属的碳基材料，但是目前其催化效率一般是低于Pt基催化剂。

近日，北京大学工学院郭少军研究员课题组和苏州大学黄小青教授合作，探索了高效有序CuPd基纳米晶催化剂，发现经过热转换后体心立方结构可以显著提高催化氧还原的活性和稳定性，并实现对于Pt催化的超越。密度泛函理论（DFT）计算发现，CuPd基纳米晶结构转变后氧气与Pd表面的吸附能实现了优化，促进氧催化动力学，相应结果发表在国际著名期刊Angew Chem.Int.Ed.2016，DOI:10.1002/anie.201603022（IF=11.261）。

Angew.Chem.Int.Ed.2016，DOI:10.1002/anie.201603022

另外，发展高性能的金属催化剂实现高效水裂解器件对于提升电化学产氢和产氧燃料的效率十分关键。课题组通过采用胶体化学的方法制备了高比表面积、三维Ir纳米片超结构，发现该催化剂相比于Ir纳米粒子和商品化C/Pt催化剂可以明显提升产氧气的效率和降低过电位，相应结果发表于国际著名期刊Nano Letters 2016，DOI:10.1021/acs.nanolett.6b0155（IF=13.592）。

Nano Letters 2016，DOI:10.1021/acs.nanolett.6b0155

目前该课题组的金属纳米晶催化工作为探索以胶体化学方法精确控制纳米晶结构，实现高效金属基氧气催化剂提供了重要指导。

编辑：山石