博士研究生曾晓晓论文被Science Advances 接收
发布时间：2026-06-15
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- 2026-06-15
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- 博士研究生曾晓晓论文被Science Advances 接收
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- 博士研究生曾晓晓论文“• Sub-4 nm Pt4FeCoNiCu HEI nanocrystals via borophene-mediated co-anchoring for efficient and durable electrocatalysis”目前被Science Advances 接收，祝贺曾晓晓。该论文在基于硼烯的单一锚定位点制备高稳定性、高分散度、高活性多元Pt合金orr催化剂的基础上（Nature Communications）进一步提出的“多位点锚定”策略，实现了贵金属和过渡金属的共同锚定，使高熵多组元催化剂的稳定性得到进一步提升。
- 内容：
原子排布呈有序结构的铂基金属间化合物，是质子交换膜燃料电池中氧还原反应极具应用潜力的催化剂。然而，高温有序化与小尺寸稳定性（尤其在高金属负载量条件下）之间的相互制约，以及工作环境中金属颗粒和碳载体发生的腐蚀问题，严重限制了这类催化剂的质量活性与长期稳定性。本文提出一种由硼烯介导的多金属位点共锚定策略，在原始碳材料上制备出粒径小于 4 纳米的高熵 Pt₄FeCoNiCu 金属间化合物催化剂，该策略可将铂与非贵金属同步锚定在碳载体表面。金属与硼烯之间的强相互作用，能够抑制催化剂在 1000 摄氏度高温退火过程中出现颗粒烧结现象，同时实现 36% 质量分数的高金属负载量，且颗粒仍保持小尺寸状态。借助电子显微镜与 X 射线吸收谱表征，证实该催化剂形成了具有独特铁钴镍铜原子堆叠构型的 L10 型有序结构。在氢 - 氧燃料电池测试中，该催化剂在 0.9 伏电压下的氧还原反应质量活性达到 1.4 安每毫克铂，其氢 - 空气燃料电池峰值功率密度高达 1.055 瓦每平方厘米。得益于高熵稳定效应以及硼烯强效共锚定作用，该催化剂经过 3 万次稳定性循环测试后，峰值功率密度仍可保留初始值的 72%，质量活性维持初始水平的 80%。此外，5000 次启停循环测试与在线质谱分析结果表明，硼烯夹层能够有效缓解由铂催化引发的碳载体腐蚀问题。本研究提出了一种通用策略，依托强金属 - 载体相互作用，解决了多组分金属间化合物催化剂存在的活性与稳定性难以兼顾的难题。