燃料电池电催化剂的失活,一直是阻碍燃料电池商业化的关键因素之一。从深层次理解催化剂失活机理对指导催化剂的制备具有重要的意义,是发展高性能、高稳定性电催化剂的迫切需求。
中国科学院长春应用化学研究所徐维林、张玉微等人基于荧光单分子单纳米粒子催化研究方法和铂的双功能催化作用,克服了荧光单分子方法难以触及电催化领域的局限,首次成功地在单粒子层面获取铂纳米粒子电催化剂在催化氢电氧化过程中的电化学失活机理及动力学。通过对反应活性位进行实时动态跟踪,探讨了铂纳米粒子电催化剂催化活性随反应进行的动态变化规律。发现催化剂活性位包括慢失活活性位、快失活活性位,同时发现一部分催化剂在失活后很快又发生自活化,其活性甚至达到最初水平,但是这一部分催化剂粒子只占极少数,并不能对催化剂整体性能产生影响。经统计分析,发现催化剂的长时催化性能主要取决于慢失活的催化剂纳米粒子。

图.结合电化学的单分子单纳米粒子催化反应池设计及铂的双功能催化体系
这一研究成果发表在《Angew. Chem. Int. Ed》上。
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201511071/full
原文标题:Single-Molecule Nanocatalysis Shows In Situ Deactivation of Pt/C Electrocatalysts during the Hydrogen-Oxidation Reaction


