“铂基电催化剂怎么“丢失”白金的原委找到”

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科学技术日报记者吴长锋

据中国科技大学介绍，该校合肥微尺度物质科学国家研究中心教授陈艳霞课题组与合作者合作，首次在电化学环境中直接关注铂表面空孔及其动态行为，为揭示其形成机理和动力学提供了直接证据。 研究成果日前发表在《化学-通信》上。

铂是对许多电极反应最活性、稳定性最高的电催化。 但是，在实际的电催化系统(燃料电池等)强酸、强碱、高氧化、强还原等腐蚀环境中，铂也发生腐蚀和溶出。 另外，一氧化碳和氧气等强吸附物质的存在也会加速它们的腐蚀和溶出过程。 从原子、分子尺度上了解这种电催化的腐蚀和溶出过程，有望为合理设计合成效率高、稳定性高的铂系催化剂提供具体指导。

在前期研究的基础上，科学家发现在高动态表观吸附层覆盖的铂表面，特定的表层铂原子空孔，即部分铂表层原子从晶格中脱离。 这些空孔一般发生在铂的阶跃边沿，通过与吸附在表层的高迁移率一氧化碳的协同作用，可以在移动和固定之间以一定的速度切换两种动力学状态。 在移动状态下，这些空孔的一部分远离阶梯边，铂台上也出现少量的表面空孔。

在该研究中关注的铂表面空孔的出现和动态行为表明，与铂吸附的一氧化碳产生许多噪声，存在意想不到的相互作用。 即使在非常温和的条件下，即在一氧化碳预氧化区间特别稳定的铂电极表面，一氧化碳的存在也会引起铂结构上的分解。

这些成果为合理设计合成效率高、稳定性高的实用型铂系催化剂提供了重要依据。