氧還原反應是一類非常重要的半反應，在燃料電池和金屬-空氣電池等先進能源轉化與存儲器件的中有重要應用。

清華大學材料學院姚可夫、邵洋研究組在Nano Energy上發表了題為《高性能氧還原催化劑-多孔銀的原位合成、使用與再生》（In-situ synthesis, operation and regeneration of nanoporous silver with high performance toward oxygen reduction reaction）的研究論文。該論文提出并采用了氧還原催化劑的原位合成、使用和再生方法，獲得了高活性催化劑，并在保證催化劑高性能的前提下極大地延長了催化劑的使用壽命。

圖1 多孔銀微觀結構及原位合成、使用和再生示意圖

為獲得低成本、高性能、長壽命的氧還原反應催化劑，研究組通過在氧還原反應電解液（0.1 M KOH）中對銀箔進行陽極氧化-電還原處理，獲得了具有擇優取向的納米銀三維雙連續多孔結構（圖1）。

原位合成的多孔銀表現出了與商業Pt/C催化劑相當的高氧還原活性。理論計算結果表明，擇優生成的Ag(110)面活性位點與氧還原反應中間產物OOH之間存在較強的交互作用，降低了氧還原反應首電子轉移過程的激活能，提高了多孔銀的催化活性。

圖2 多孔銀穩定性測試前后及原位再生后的性能比較

且得益于多孔銀的原位合成與原位使用，穩定性測試之后的多孔銀經歷再一次原位陽極氧化-電還原處理之后，其催化性可以完全恢復（圖2）。

這種原位合成、使用與再生的方法為制備高性能、長壽命功能材料提供了一條全新的思路。

材料學院姚可夫、邵洋研究組長期從事非晶納米晶材料及其應用研究。

邵洋副研究員為該論文通訊作者，清華大學材料學院2016級碩士研究生趙威為第一作者。

Zhao W, Huang K, Zhang Q, et al. In-situ synthesis, operation and regeneration of nanoporous silver with high performance toward oxygen reduction reaction[J]. Nano Energy, 2019, 58: 69-77.