華中科技大學(xué)王得麗教授團(tuán)隊在燃料電池氧還原電催化劑研究中取得重要進(jìn)展，采用簡單的浸漬還原法以及后續(xù)的高溫處理制備出表面富Pd(5-6個原子層厚度)的有序PdZn(O-PdZn)納米催化劑。

清潔、高效、可持續(xù)能源存儲與轉(zhuǎn)換裝置勢必在未來能源架構(gòu)中占據(jù)重要地位。其中燃料電池、金屬-空氣電池等以其操作簡單、高效環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)在可移動電源領(lǐng)域備受關(guān)注。但目前該類電池商業(yè)化應(yīng)用仍然面臨不少問題，比較突出的是電池陰極的氧氣還原反應(yīng)(0RR)動力學(xué)反應(yīng)速率緩慢，極化過電位大造成了電池輸出功率和效率的大幅降低。尋求高效、穩(wěn)定且廉價的陰極催化劑是電池走向商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵所在。

王得麗教授團(tuán)隊致力于低鉑、非鉑類催化劑的設(shè)計開發(fā)以及構(gòu)-效關(guān)系研究，期望通過理論設(shè)計和先進(jìn)的物理表征手段解析催化劑的結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究揭示構(gòu)建材料的構(gòu)-效關(guān)系，為相關(guān)催化劑的設(shè)計、應(yīng)用提供指導(dǎo)和依據(jù)。

王得麗教授團(tuán)隊研究采用簡單的浸漬還原法以及后續(xù)的高溫處理制備出表面富Pd(5-6個原子層厚度)的有序PdZn(O-PdZn)納米催化劑。堿性環(huán)境下ORR測試結(jié)果表明，相比于Pd/C和Pt/C，該催化劑表現(xiàn)出3倍的質(zhì)量活性提升。為了更好地提升其循環(huán)穩(wěn)定性，采用自發(fā)置換的策略將耐腐蝕的Au原子修飾在催化劑中，結(jié)果表明修飾后催化劑(Au-O-PdZn)經(jīng)30000圈循環(huán)之后半波電位僅衰減6 mV。通過將制備的催化劑組裝到鋅空氣電池和鋰-氧電池中進(jìn)行電化學(xué)測試，證明該催化劑具備一定的實(shí)際應(yīng)用潛力。

該研究成果以《Golden Palladium Zinc Ordered Intermetallics as Oxygen Reduction Electrocatalysts》為題在線發(fā)表在ACS Nano，論文第一作者為華中科技大學(xué)2015級博士生肖衛(wèi)平和美國康奈爾大學(xué)的博士生楊堯，華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院王得麗教授為論文通訊作者。以上工作得到國家自然科學(xué)基金、華中科技大學(xué)人才引進(jìn)基金、中組部青年、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃等項(xiàng)目的資助。

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