基于结构调控的Pt基氧还原催化剂的研究进展

作     者：刘优林 李董艳 沈岳松 LIU Youlin;LI Dongyan;SHEN Yuesong

作者机构：南京工业大学材料科学与工程学院江苏南京211816 南京工业大学化学与分子工程学院江苏南京211816 

出 版 物：《中国材料进展》 (Materials China)

年 卷 期：2024年第43卷第9期

页      面：765-772页

核心收录：

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2022YFB3504102) 江苏省自然科学基金资助项目(BK20160982) 

主　　题：结构调控 Pt基纳米催化剂 氧还原反应 形貌 晶面 晶相 电子结构 

摘      要：贵金属Pt基催化剂作为氧还原反应(ORR)中重要的催化剂之一,因储量有限且价格昂贵,限制了其规模化应用。如何提高Pt的利用率是目前开发高性能氧还原催化剂的关键。特别是,对催化剂进行结构调控(形貌、晶相、晶面、电子结构),可以有效提升Pt原子利用率及其本征活性,但由于表面效应和小尺寸效应使Pt纳米粒子具有较高的表面能和化学活性,导致它在化学反应中不稳定,影响催化剂的寿命。因此,开发具有高本征活性、高暴露活性晶面且结构稳定的Pt基催化剂依然是质子交换膜燃料电池领域的一个重大挑战。针对近年来该领域催化剂的研究进展进行综述。重点讨论通过调控Pt基纳米催化剂的形貌、晶相、晶面和电子结构等结构要素,提高Pt基纳米催化剂氧还原性能的设计理念与制备技术。最后简要总结Pt基纳米催化剂面临的挑战和研究重点。