牛志强教授ACS Catal观点：富土核/贵金属壳纳米颗粒用于电催化的最新进展- 大数跨境

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牛志强教授ACS Catal观点：富土核/贵金属壳纳米颗粒用于电催化的最新进展

科学材料站

2020-09-13

导读：本文重点介绍由富含地球的核和贵金属壳构成的核-壳电催化剂的最新进展。作者首先讨论影响核-壳纳米粒子电催化性能的因素，然后继续简要概述其合成策略。我们将根据不同的核材料进一步讨论核-壳电催化剂，并展示其

文章信息

富土核/贵金属壳纳米颗粒用于电催化的最新进展

第一作者：Shuyan Gong

通讯作者：牛志强*

单位：清华大学

研究背景

随着全球能源需求和环境问题的不断增加，必须将更多可再生能源整合到我们的能源系统中。电化学能量转换为实现可持续的未来提供了一条有希望的途径。它利用可再生能源（例如风能和太阳能）来减轻我们能源需求的压力，并通过水分解，燃料电池和CO2转化等电化学过程来缓解气候变化的步伐。通过确定这种方法的效率，电催化在这些技术中起着核心作用。由于效率的小幅提高将带来明显的不同，因此越来越有动力开发高活性，耐用且经济高效的电催化剂。

文章简介

近日，清华大学牛志强教授等人在国际顶级期刊ACS Catal. 上发表题为“Recent Advances in Earth-Abundant Core/Noble-Metal Shell Nanoparticles for Electrocatalysis”的观点文章。

本文重点介绍由富含地球的核和贵金属壳构成的核-壳电催化剂的最新进展。作者首先讨论影响核-壳纳米粒子电催化性能的因素，然后继续简要概述其合成策略。我们将根据不同的核材料（贫PGM合金，贱金属，氮化物，碳化物和氧化物）进一步讨论核-壳电催化剂，并展示其在水电解和燃料电池反应中的电催化性能。最后，我们讨论该领域的总体趋势和挑战。

本文要点

要点一：本文概述了这种核壳纳米粒子的合成及其在电化学过程中的催化行为的最新进展。总结了在苛刻的电化学条件下缓解非PGM金属的溶解的问题，包括形成具有适当外壳厚度的致密PGM外壳，氮化，引入缓冲层等。

要点二：本文更好地理解了核-壳电催化剂的结构-反应关系，重点阐述了关于催化剂设计，核壳结构与其他性能优化策略（例如形状控制）一起使用方案。核-壳催化剂的大规模实施期望具有成本效益和可扩展的制造工艺。

要点三：文章对核-壳结构的降解机理进行了深入的探讨。对于这种类型的电催化剂，了解非贵重元素的溶解行为非常重要。液相电池TEM已被用来追踪Pd @ Pt，Pd @ Au和Cu @ Au核-壳纳米立方体的蚀刻过程发现，核元素的溶解有两种不同的途径，包括慢电流腐蚀此外，由于电腐蚀保护机制，当两种金属都暴露于电解质中时，次贵金属的溶解速度会加快，并起着更重要的作用。

文章链接

Recent advances in earth-abundant core/noble-metal shell nanoparticles for electrocatalysis

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02587

通讯作者介绍

牛志强，清华大学化工系助理教授，课题组长，博士生导师。

2007年本科毕业于北京大学化学与分子工程学院，2012年在清华大学化学系获得博士学位。先后在清华大学物理系、加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）、巴斯夫加州研究联盟（California Research Alliance by BASF）从事博士后研究。2019年入选“海外高层次人才引进计划”青年项目。2019年6月加入清华大学化工系，主要从事纳米催化材料的结构设计、可控制备以及性能研究，学术成果发表在Nature Materials, Nature Communications, Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition等期刊。