南开大学「国家优青」谢微最新JACS丨原位SERS揭示乙醇氧化CO解毒机制！

背景:直接乙醇燃料电池因其高能量密度和低毒性而备受关注，但其阳极乙醇氧化反应动力学缓慢，特别是C-C键断裂困难以及生成的一氧化碳中间体易导致Pt基催化剂中毒，是限制电池性能和C1路径选择性的关键瓶颈。研究目的:本研究旨在揭示乙醇氧化过程中，除了C-C键断裂外，*CO中间体的解毒机制在决定C1路径能否持续进行中的核心作用，并设计高效、抗中毒的催化剂来验证这一机制。结论:研究团队设计了Ag@Pt₇Pd₃核壳纳米立方催化剂，在降低贵金属用量的同时实现了17.66 A mgPGM⁻¹的高质量活性，并在5000次循环后保持90.5%的活性。通过原位电化学表面增强拉曼光谱、电子结构分析和理论计算，揭示了双机制解毒路径：Ag调控Pt/Pd的d带中心以增强CO吸附和活化，相邻Pd位点促进*OH形成，随后*OH对活化*CO进行亲核攻击，在低过电位下高效移除*CO。该工作强调了*CO解毒是调控反应选择性和提升器件性能的中心环节，为高效直接乙醇燃料电池的设计提供了关键机制补充。