第一作者：Meiling Liu

通讯作者：Yu Huang

通讯单位：Department of Materials Science and Engineering University of California

研究内容：

当今的PEMFC主要受到阴极氧还原反应（ORR）动力学缓慢的限制，提高所需催化剂的活性和稳定性并最大程度地降低Pt的负载量是降低用于商业用途的PEMFC成本的关键。为了改善基于Pt的ORR催化剂的催化性能，包括开发了各种具有可调尺寸和化学组成的Pt纳米结构，选择性地显示晶体学表面，定制的表面应变，表面掺杂，几何工程和界面工程来控制形状。本文简要介绍了具有性能指标的燃料电池和ORR催化剂的一些基础知识，然后详细介绍了一系列旨在提高高性能Pt基催化剂极限的策略。还介绍了用于燃料电池的基于Pt的ORR催化剂的剩余挑战和未来方向的简要观点和新见解。

要点一：

on style="white-space: normal; text-indent: 2em;">在不牺牲电池性能的前提下，最大限度地减少所需催化剂的数量，这对于降低广泛商业应用的燃料电池成本至关重要，并推动了开发高性能Pt基ORR催化剂的大量努力。催化剂的耐久性是在实际应用中必须考虑的另一个重要性能指标。人们已经广泛致力于通过合成化学方法来提高铂的ORR活性，以精确控制铂基纳米材料的尺寸、组成、形状和形貌。

要点二： 

要点三： 

图1.各种具有更高比活性、电化学活性比表面积和质量活性的铂基纳米ORR催化剂的设计策略。杂原子掺杂图像；一维纳米线的图像；3D纳米框架的图像。

图2. 各种铂基ORR纳米催化剂的代表性图像。A，B) Pd@Pt核壳凹面十面体。C，D) Pt-Ni八面体。E，F) Mo-Pt₃Ni八面体纳米晶。G，H) J-PtNWs。I，J)PtPb六角纳米板。K，L) 3DPt₃Ni纳米框架。

图3. 总结了通过SA和ECSA的改进来促进铂基ORR催化剂MA的一些有代表性的努力(SA和MA在0.9V下与RHE进行了比较)。除PtPb纳米粒子和PtNi CS (使用Hupd估算表面积)外，上述纳米催化剂的ECSA和SA值都是基于CO-Strop估算的比表面积。TKK Pt/C作为基准包括在内。CS：核壳结构；OCT：八面体；NPS：纳米板；NFS：纳米框架；J-NWS：锯齿状纳米线，PGM：贵金属。

参考文献

Liu, M.;  Zhao, Z.;  Duan, X.; Huang, Y., Nanoscale Structure Design for High-Performance Pt-Based ORR Catalysts. Adv Mater 2019, 31 (6), e1802234.