研究前沿：北京大学徐冰君团队，电催化-燃料电池 | Nature Catalysis

该研究聚焦于质子交换膜燃料电池中铂电极氧还原反应(ORR)的效率提升问题。研究背景在于电极-电解液界面的理性设计对实现高效ORR至关重要，但强结合阴离子（如Nafion中的磺酸根和磷酸根）会严重抑制反应活性。研究目的旨在探索新型分子添加剂以克服这一难题。北京大学徐冰君团队发现，7-烷基茶碱可作为双功能分子添加剂，在强吸附性阴离子存在下，通过提升本征ORR动力学并抑制阴离子特性吸附，显著增强Pt(111)上的ORR活性。研究结合单晶伏安分析、原位SEIRAS、AIMD与DFT计算等手段，揭示其作用机制在于加速了*O至*OH的还原步骤（即动力学关键步骤）。研究结论证实，该机理认识可迁移至多晶Pt电极，且7-乙基茶碱修饰的Pt/C催化剂在质子交换膜燃料电池中展现出显著的性能提升，验证了该发现的实际应用价值。