铂燃料电池纳米合金催化剂中晶格畸变对应变的主导作用

《Energy & Environmental Science》：Primacy of lattice distortion over strain in platinum fuel cell nanoalloy catalysts

铂镍纳米合金的局部晶格畸变对质子交换膜燃料电池氧还原催化活性和耐久性具有关键贡献，传统应变与配体效应理论被挑战，缺陷工程策略可独立于过渡金属保留实现性能优化。

　　

根据应变和配体效应的研究，将铂与早期或晚期过渡金属合金化可以提高其在质子交换膜燃料电池（PEMFCs）中对氧还原反应的催化活性。然而，这些合金化效应在非贵金属成分在运行过程中溶解后会消失，从而导致PEMFC性能下降。在这项研究中，我们利用一系列原位（in situ）、操作过程中（operando）和事后（post mortem）表征技术，对PtNi纳米合金在其发展过程中的关键阶段（即合成后、电化学活化后、膜电极组装完成后以及加速应力测试后）进行了研究，从而评估了合金化和结构效应的贡献。研究结果表明，局部晶格畸变而非整体应变和配体效应是影响PEMFC催化活性和耐久性的关键因素。这些发现挑战了传统的电催化剂设计策略，并验证了缺陷工程策略在先进燃料电池应用中的有效性，这一策略与过渡金属的保留情况无关。