氧分子活化

用于燃料电池中高效氧还原反应的非金属杂化铂基复杂成分合金

将轻质非金属元素引入成分复杂的合金（CCA）电催化剂中，有望克服活性与稳定性之间的权衡难题。然而，由于缺乏将多种非金属元素引入单相CCA的通用方法，这一潜力的实际应用受到限制。本文提出了一种简便的溶剂热策略，可将氟、硼和氮元素引入铂基CCA的间隙位置。机理研究揭示了合成过程中的三个关键因素：首先形成催化3d过渡金属还原的铂簇；其次，3d过渡金属离子对非金属前驱体的配位和活化；最后，合理选择含非金属的官能团。该方法制备了一系列成分可调的非金属杂化间隙型CCA。值得注意的是，部分铂基CCA作为燃料电池氧还原电催化剂表现出卓越的性能，其优异的活性和耐久性超越了现有最佳水平。这些非金属杂化间隙型CCA为解决涉及复杂串联反应步骤的高难度电催化过程提供了一个极具前景的平台。