减少质子交换膜燃料电池（PEMFC）中铂（Pt）的使用对于扩大PEMFC商业化至关重要，而最直接的方法是减小Pt颗粒尺寸。然而，小的Pt簇（特别是那些尺寸<2nm的Pt团簇）由于对氧中间体的过强吸附，通常表现出对氧还原反应（ORR）的活性降低。此外，这些小的Pt团簇往往降解得更快，导致耐久性更低。近日，韩国科学技术院Hyunjoo Lee、仁荷大学Hyung Chul Ham报道了用于PEMFC的碳包覆Pt合金簇催化剂。

本文要点：

1) 作者介绍了在PEMFC阴极中具有高活性和耐久性的碳包覆Pt合金簇催化剂（PtFe、PtCo、PtNi），并且通过密度泛函理论计算表明，碳原子稳定地吸附在PtFe团簇的Fe位点上，从而使相邻的Pt位点对ORR具有高活性。

2) 此外，碳包覆Pt合金催化剂对氧中间体具有最佳的吸附强度。该项研究为开发耐用高效的ORR催化剂铺平道路，并显著减少质子交换膜燃料电池中Pt的使用。

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Sangyong Shin et.al Carbon-Embedded Pt Alloy Cluster Catalysts for Proton Exchange Membrane Fuel Cells Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202400599
https://doi.org/10.1002/aenm.202400599