面对这一难题,研究人员通过精细调控铂基催化剂的维度、尺寸、组分,研制了超细的铂镍铑三元金属纳米线催化剂。由于该纳米线的直径仅有一纳米,其表面铂原子占整体铂原子比率高于50%,展现了超高的原子利用率,为高的催化质量活性提供了结构基础。氧还原催化测试表明,碳负载的超细铂镍铑三元金属纳米线催化剂的质量活性是目前商用铂碳纳米催化剂的15.2倍。与此同时,碳负载的超细铂镍铑三元金属纳米线催化剂在氧气气氛下循环使用10000次后,只有12.8%的质量活性性能损失,而与之相对的商用Pt/C催化剂在氧气气氛下循环使用10000次后,质量活性性能损失达到了73.7%。相较于目前商业铂碳纳米催化剂,碳负载的超细铂镍铑三元金属纳米线催化剂在质量活性和催化稳定性方面都有显著的提高,展现出很好的应用潜力。
该研究得到中科院前沿科学重点研究项目、国家重大科学研究计划、国家自然科学基金、博士后科学基金等的资助。