科学家开发出合成用于电催化应用的非常规纳米合金的方法

纳米尺度的金属合金(纳米合金)在电催化方面具有巨大潜力。纳米合金中不同成分之间的相互作用可能会改变活性金属的电子构型并产生协同效应，从而提高它们在电催化反应中的活性、耐久性和选择性方面的性能。

与廉价的过渡金属合金化是减少使用相对昂贵的金属(例如 Pt 和 Pd)的有效方法。通常，由混溶金属组成的纳米合金可以通过湿化学方法合成和定制。

然而，由于化学和物理性质差异很大，由各种不混溶金属或不同元素组成的纳米合金(称为高熵纳米合金)的工程设计仍然具有挑战性。

最近，首尔国立大学(SNU)的Mansoo Choi教授小组和科学院过程工程研究所(IPE)的Jun Yang教授小组提出了一种合成用于电催化应用的非常规纳米合金的方法。

该研究于8月17日发表在Matter上，上海师范大学冯纪成博士和IPE陈东副教授为共同第一作者。

他们制备了 55 种不同的纳米合金，平均粒径为 5 nm，包括可混溶、不混溶和高熵纳米合金，通过蒸汽源技术，也称为“火花混搭”。

所提出的合成方法突破了湿化学方法合成不混溶和高熵纳米合金的局限性。获得的纳米合金的组成和尺寸也可以通过改变实验条件/参数来控制。

具体而言，得益于其微小的尺寸、不同组分之间的电子相互作用和清洁的表面，所制备的含 Pt/Pd 纳米合金在甲醇和乙醇的电催化氧化中表现出优异的性能。

研究的下一个目标集中在优化含 Pt/Pd 的纳米合金，以进一步提高它们在直接醇燃料电池中催化电化学反应的性能。

“通过这种方式，我们希望可以为各种可再生能源技术及其他技术创造具有成本效益、高活性和耐用的电催化剂，”杨教授说。