港科大/南科大/阿贡Nat. Catal.：混合电催化剂助力质子交换膜燃料电池！

质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cells, PEMFCs）将氢气（H₂）和氧气（O₂）转化为电能而不会排放。但是，Pt基电催化剂用于氧还原反应（ORR）的高成本和低耐久性阻碍了其广泛应用，而非贵金属电催化剂的发展受到其低性能的限制。

基于此，香港科技大学邵敏华教授、南方科技大学谷猛教授和美国阿贡国家实验室Khalil Amine（共同通讯作者）等人报道了一种混合电催化剂，并用于质子交换膜燃料电池。

港科大/南科大/阿贡Nat. Catal.：混合电催化剂助力质子交换膜燃料电池！

在文中，作者制备了由原子分散的Pt和Fe单原子以及Pt-Fe合金纳米颗粒组成具有超低Pt负载量（1.7 wt%）的混合ORR电催化剂。燃料电池性能测试表明，该电催化剂的Pt质量活性比燃料电池中商用Pt/C的高出3.7倍，在燃料电池中实现了良好的性能，包括在绝对H₂和1 bar的O₂压力下在0.9 V_iR-free和1.08 W cm^-2功率密度下在2.0 A cm^-2下的0.77 A mg_Pt^-1。

更重要的是，当阴极中Pt负载量降低至0.015 mg_Pt cm^-2时，该燃料电池显示出优异的耐久性，在100000次循环后仍具有97%的活性保持率，并且在0.6 V下运行超过200 h后没有明显的电流衰减。这些结果突出了混合电催化剂中活性位点之间协同效应的重要性，并为设计用于电化学器件的更活泼、更耐用的低Pt基电催化剂提供了一种新方法。

Atomically dispersed Pt and Fe sites and Pt-Fe nanoparticles for durable proton exchange membrane fuel cells. Nat. Catal., 2022, DOI: 10.1038/s41929-022-00796-1.

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