近期，化学与化工学院袁强教授课题组（纳米与能源工程创新课题组）依托生物质资源综合利用国家地方联合工程实验室和精细化工研究开发中心在直接植物质衍生的醇燃料电池（DAFCs）高效双极电催化剂的研究中取得突破进展。该工作以“Subnanoscale Dual-Site Pd−Pt Layers Make PdPtCu Nanocrystals CO-Tolerant Bipolar Effective Electrocatalysts for Alcohol Fuel Cell Devices”为题发表在自然指数期刊《Nano Letters》(SCI一区，影响因子：12.262)上。第一作者为2020级博士研究生杨晓彤，指导老师为袁强教授。
该研究工作构建了一种新颖的晶态PdPtCu@无定形亚纳米层Pd-Pt“双位点”核壳结构（D-PdPtCu）。无定形亚纳米Pd-Pt“双位点”表面层、电子效应、配体/应变效应赋予D-PdPtCu/C优异的阴极氧还原（ORR）和阳极醇（甲醇、乙二醇、丙三醇及其混合醇）氧化反应（AOR）性能。在碱性电解液中，D-PdPtCu/C不仅实现了ORR 4电子途径和AOR的完全氧化途径，而且对CO具有优异的耐受性。D-PdPtCu/C的ORR质量活性比商业Pt/C或Pd/C增加了52.8或59.3倍，并且在20000次循环后没有活性损失。D-PdPtCu/C也表现出比Pt/C或Pd/C高得多的AOR电催化活性和稳定性。理论计算表明，亚纳米Pd-Pt表面层不但可以提供ORR性能提升所需的适中的O*结合能，而且还可以促进乙二醇和甘油的C-C键断裂。重要的是，在实际DAFCs中，D-PdPtCu/C作为双极电催化剂对甲醇、乙二醇、丙三醇及其混合醇的最高功率密度分别为141.89、137.12、137.97和142.17 mW cm-2，远大于商业的Pt/C。该研究为开发用于实际醇燃料电池器件中高性能双极电催化剂开辟了新的途径。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c00535