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?王定勝/王濤Nano Letters：拉伸應變加豐富缺陷，促進Pt原子層高效乙醇電氧化

在各種燃料電池中，直接乙醇燃料電池(DEFCs)因其方便的儲存和運輸而受到越來越多的關注。然而，DEFCs的廣泛應用受到動力學緩慢以及乙醇的C-C裂解困難導致的不完全氧化的限制。此外，在DEFCs的開發中仍面臨有毒的CO中間體引起的穩定性差以及催化過程中催化劑的結構變化等問題。因此，開發具有成本效益、高效和穩定的電催化劑以促進C-C裂解實現乙醇的完全氧化并提高抗中毒能力具有重要意義。

基于此，清華大學王定勝和西湖大學王濤等報道了一種由有序Pt₃Sn金屬間化合物核和富含缺陷的原子層Pt殼組成的高活性且穩定的電催化劑。

結構分析表明，Pt₃Sn核和原子層Pt殼之間的晶格失配導致Pt原子沿[001]方向產生約4.4%的拉伸應變。由于通過表面工程產生的富含缺陷原子Pt層和通過應變工程產生的表面拉伸應變效應，與未應變的Pt₃Sn金屬間化合物納米晶體、Pt納米立方體和商業Pt/C相比，Pt原子層在乙醇電氧化反應(EOR)性能方面表現出顯著的活性增強，并且金屬間核的結構支撐和拉伸應變效應賦予Pt原子層優異的耐久性。

此外，原位紅外反射-吸收光譜表明，Pt原子層不僅促進了C-C裂解和乙醇的完全氧化，而且抑制了吸附CO中間體的形成，增強了催化劑的抗毒能力。密度泛函理論(DFT)計算進一步表明，拉伸應變導致Pt原子層的Pt原子的d帶中心明顯向上移動趨向費米能級，這增強了反應中間體的吸附強度，從而促進了乙醇電氧化過程。這項工作通過表面和應變效應的協同控制提高了催化劑的活性和穩定性，為合理設計高效和穩定的催化劑提供了新策略。

Pt Atomic Layers with Tensile Strain and Rich Defects Boost Ethanol Electrooxidation. Nano Letters, 2022. DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c02572

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