具有高功率密度和零排放等優點的質子交換膜燃料電池(PEMFCs)可以直接、快速、方便的將化學能轉化為電能，具有巨大應用前景。然而，PEMFC陰極上的氧還原反應(ORR)比陽極上的氫氧化反應慢6個數量級，嚴重阻礙了PEMFC的實際應用。目前，人們采用大量的Pt基催化劑來改善緩慢的ORR動力學，以提高燃料電池的整體效率。但是Pt高昂的價格和稀缺性限制了其大規模應用，這進一步阻礙了PEMFC技術的發展。因此，開發具有提高反應活性、低Pt含量的陰極催化劑已成為ORR研究的重要組成部分。

根據先前的報道，具有長程有序結構的金屬間化合物可以為Pt表面提供均勻和可控的應變效應。基于此，中國科學技術大學吳長征課題組根據PtGa金屬間化合物(PtGa合金、Pt₃Ga(Pmm)與Pt₃Ga(P4/mmm))獨特的結構對稱性，通過對Pt表面的壓縮應變調節來提高氧還原反應(ORR)的催化性能。

隨著應變環境的變化，類似的PtGa核的晶格失配，但對稱性不同，PtGa合金和Pt₃Ga(Pmm)上的Pt表明與Pt₃Ga(P4/mmm)相比實現了0.58%和2.7%的壓縮應變。

XAFS和理論結果表明，PtGa金屬間化合物的壓縮晶格使Pt背側電子云更密集，加速了ORR中O*中間體的解吸過程。當Pt位點的應力環境在不同的對稱性下進行調整時，隨著壓縮應力的增加，ORR反應的整體過電位從0.75 V降低到0.56 V。

其中，具有高對稱性的Pt₃Ga(Pmm)材料顯示最優的質量活性和比活性(2.18 mg_Pt^?1和5.36 mA cm^?2)，超過商業Pt/C催化劑一個數量級，同時該催化劑在酸性環境中也表現出優異的穩定性。綜上，該項工作不僅提出了一種利用材料對稱性精確調節Pt表面應力來增強ORR活性的有效策略，而且為探索催化活性與Pt可壓縮性之間的關系提供了一個獨特的平臺。

Symmetry-induced regulation of Pt strain derived from Pt₃Ga intermetallic for boosting oxygen reduction reaction. Advanced Materials, 2023. DOI: 10.1002/adma.202307661