此次申报成果研究了燃料电池钯铂催化剂的结构与催化性能之间的构效关系及其电催化机理,设计合成了一系列高效的燃料电池催化剂。共五篇1区SCI论文,分别发表在Chem. Mater. (1篇), ACS Sustainable Chem. Eng. (1篇), J. Mater. Chem. A (2篇), Nano Res. (1篇)期刊上。五篇论文被国际期刊Nature Coummun., Adv. Mater., ACS Nano, Chem. Rev.等期刊总他引次数100次,具体研究内容、科学发现点、科学价值如下:
(1)超薄铂壳的构筑机制及其燃料电池催化机制研究。首先通过晶格失配诱导了铂壳层表面的高指数晶面生长,其次在钯催化剂表面构筑了超薄结构的铂壳催化剂。这两种超薄铂壳结构在氧还原反应中展现出优异的氧还原电催化效率。
(2)铂催化剂表面活性位点的构筑机制及其燃料电池催化机制研究。这项研究提出了一种通过控制金铂的还原速率,精细调节金铂纳米催化剂的组成,从而调控甲酸氧化反应途径的方法,通过调控后的铂金催化剂对甲酸氧化脱氢路径的选择性可调控至100%。
(3)钯基催化剂的相结构和组分的调控机制及其燃料电池催化机制研究。首先使用液相还原反应法,无需热处理一步合成了单分散有序金属间相的钯铜纳米催化剂,其次通过在油胺反应中合成了一系列由银/铜/镍元素掺杂的不同组分的钯基纳米催化剂。