近日，田新龙教授团队在中国科技期刊卓越行动计划-重点期刊《Journal of Energy Chemistry》（IF=9.676）发表研究论文，论文题目为“Rational design ternary platinum based electrocatalysts for effective methanol oxidation reaction”。2019级硕士研究生田浩为论文第一作者，李静讲师、邓培林讲师和田新龙教授为共同通讯作者。

随着“双碳”目标的提出，燃料电池在国家与社会的发展中正扮演着日渐重要的角色。因此燃料电池的高效、高能、高环保的优势对于实现国家实现可持续发展具有重要的意义。开发高效、耐用、廉价的甲醇氧化反应电催化剂对直接甲醇燃料电池的工业化应用十分重要。

田新龙教授团队提出通过在二元PtBi系统中，引入具有能够活化水性能的M（Co、Ni、Cu、Zn、Sn）作为第三种成分，并采用一种简单通用的溶剂热合成方法，制备三元PtBiM纳米片（NPLs）。其中，PtBiZn纳米片展现了最高的MOR活性（3.29 A mg^-1_Pt）和耐久性。作者进一步通过DFT计算表明了第三种成分的加入能够调节催化剂表面的Pt的电子结构，使催化剂具有更好的耐毒性。为了探究PtBiZn NPLs性能提高的原因，对催化剂展开了DFT计算。综合考虑了Zn原子3种可能掺杂配置情况并构筑理论计算模型。通过计算表面铂原子的d带中心(ε_d)，与原始PtBi相比，在表面上沉积Zn原子导致相邻Pt原子的d轨道密度下移且更负，表面CO吸附能(1.73 eV)小于PtBi表面的吸附能(1.96 eV)。这些计算证据表明，将Zn原子引入PtBi表面能够进一步调节Pt电子结构和中间体(CO)的结合强度，从而增强了催化剂催化性能和抗中毒能力。

该工作得到了海南省研究生创新研究项目（Qhyb2021-20），海南省重点研发项目（ZDYF2021GXJS207, ZDYF2020207, ZDYF2020037），国家自然科学基金（21805104、22109034、22109035、52164028、62105083）和永利集团科研启动基金（KYQD(ZR)-20008、20082、20083、20084、21065、21125、21124）的资助。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095495622000882