华中科技大学在燃料电池氧还原电催化剂研究中取得重要进展

华中科技大学王得丽教授团队在燃料电池氧还原电催化剂研究中取得重要进展，采用简单的浸渍还原法以及后续的高温处理制备出表面富Pd(5-6个原子层厚度)的有序PdZn(O-PdZn)纳米催化剂。

清洁、高效、可持续能源存储与转换装置势必在未来能源架构中占据重要地位。其中燃料电池、金属-空气电池等以其操作简单、高效环保等诸多优点在可移动电源领域备受关注。但目前该类电池商业化应用仍然面临不少问题，比较突出的是电池阴极的氧气还原反应(0RR)动力学反应速率缓慢，极化过电位大造成了电池输出功率和效率的大幅降低。寻求高效、稳定且廉价的阴极催化剂是电池走向商业化应用的关键所在。

王得丽教授团队致力于低铂、非铂类催化剂的设计开发以及构-效关系研究，期望通过理论设计和先进的物理表征手段解析催化剂的结构参数，结合实验研究揭示构建材料的构-效关系，为相关催化剂的设计、应用提供指导和依据。

王得丽教授团队研究采用简单的浸渍还原法以及后续的高温处理制备出表面富Pd(5-6个原子层厚度)的有序PdZn(O-PdZn)纳米催化剂。碱性环境下ORR测试结果表明，相比于Pd/C和Pt/C，该催化剂表现出3倍的质量活性提升。为了更好地提升其循环稳定性，采用自发置换的策略将耐腐蚀的Au原子修饰在催化剂中，结果表明修饰后催化剂(Au-O-PdZn)经30000圈循环之后半波电位仅衰减6 mV。通过将制备的催化剂组装到锌空气电池和锂-氧电池中进行电化学测试，证明该催化剂具备一定的实际应用潜力。

该研究成果以《Golden Palladium Zinc Ordered Intermetallics as Oxygen Reduction Electrocatalysts》为题在线发表在ACS Nano，论文第一作者为华中科技大学2015级博士生肖卫平和美国康奈尔大学的博士生杨尧，华中科技大学化学与化工学院王得丽教授为论文通讯作者。以上工作得到国家自然科学基金、华中科技大学人才引进基金、中组部青年、教育部新世纪优秀人才支持计划等项目的资助。