中国科学技术大学姚涛教授团队Precis. Chem. | 金属主客体相互作用调控铂电子态以提升氧还原性能

本文研究背景聚焦于开发低成本、高性能的阴极氧还原反应（ORR）催化剂，以解决质子交换膜燃料电池（PEMFC）中铂族金属（PGM）催化剂价格昂贵和稳定性欠佳的问题。研究目的是通过金属主-客体电子协同策略，调控铂基催化剂的电子结构，提升其ORR性能。研究团队通过理论计算和实验设计，利用钴单原子（Co SAs）与铂纳米颗粒（Pt NPs）的电子相互作用，优化了Pt的价态和d带中心位置，显著削弱了关键中间体*OH的吸附能。实验结果表明，Pt@CoL SAs催化剂在酸性电解质中的质量活性达到3.2 A mgPt-1，是商业Pt/C催化剂的20倍，且表现出优异的稳定性。结论指出，这种金属主客体相互作用不仅优化了电子结构和中间体吸附能，还为新型高效燃料电池催化剂的理性设计提供了重要理论支撑。