自旋态可调Pt催化剂

酸碱通用氧还原

通过界面工程调节铂纳米晶的自旋态，匹配酸性/碱性介质中的ORR路径，显著削弱*OH吸附，提升催化性能。

Cong-Yi, Du · Zhang Liu-Yang · Ma, Ying · Wang, Xiao · 刘兆清

Angewandte Chemie - International Edition 2025

具体参数

稳定性（循环后活性保持）

90 %

技术优势

pH两用

通过调控Pt粒径实现自旋匹配，分别在酸性和碱性介质中优化ORR路径，同一种催化剂设计即可在两种环境中工作。

超低铂载量

原子级分散的Fe-N-C基底锚定铂纳米晶，实现高效利用，为超低Pt载量催化剂设计提供范式。

应用场景

• 燃料电池膜电极：酸性PEMFC中用8 nm Pt实现730 mW cm⁻²峰值功率，替代商业Pt/C并保持稳定性。
• 氧还原电催化剂：通过自旋匹配削弱*OH吸附，提升宽pH范围ORR活性。
• 金属空气电池：碱性锌空电池中2 nm Pt实现179 mW cm⁻²峰值功率和150 h稳定性。
• 氢能转化：超低Pt载量催化剂提升氢能转化效率，减少贵金属用量。