通过金属间结构与保护层的结合，协同提升PtCo的耐用性

质子交换膜燃料电池中，采用一锅两步退火法合成碳壳封装有序PtCo纳米催化剂（Ord-PtCo），显著降低铂负载量（0.081 mg PGM cm?2），提升H?-Air工况下0.8 V电流密度0.311 A cm?2及功率密度8.89 W mg?1，达DOE 2025目标，30,000次循环后电压稳定性优异。

　　

为开发具有成本效益的质子交换膜燃料电池，人们开展了大量研究，旨在通过使用Pt-M（M：过渡金属）合金催化剂来替代昂贵的铂族金属（PGM），从而减少对铂族金属的依赖。尽管取得了进展，但这些催化剂在燃料电池连续运行过程中仍存在过渡金属溶解的问题。本研究提出了一种碳壳包裹的有序PtCo纳米催化剂（Ord-PtCo），该催化剂通过一种新颖的一锅两步退火工艺制备，以解决这一问题。有序合金结构与保护性碳壳的结合显著提升了催化剂的催化活性和耐久性。在实际燃料电池测试中，当铂族金属负载量仅为0.081 mg_PGM cm^{–2、在H₂-Air条件下工作时，Ord-PtCo在0.8 V电压下实现了0.311 A cm–2的电流密度；按铂族金属负载量归一化后的质量比额定功率为8.89 W mg_PGM–1，在0.67 V电压下获得。这一性能达到了美国能源部为2025年设定的目标。此外，该催化剂表现出优异的耐久性：在H₂-O₂条件下仅经历了2 mV的电压损失，在H₂-Air条件下经过30,000次加速老化测试后电压仅增加了6 mV。}