近日，华中科技大学夏宝玉教授团队和南洋理工大学楼雄文教授等人合作，报道了一维铂-镍（Pt-Ni）合金束状纳米球（BNCs）。对比传统的Pt电催化剂，Pt-Ni BNCs具有更好的氧还原催化活性和稳定性。相关研究成果“Engineering bunched Pt-Ni alloy nanocages for efficient oxygen reduction in practical fuel cells”于2019年11月15日发表在Science期刊上（DOI: 10.1126/science.aaw7493）。 

　　氧还原反应（ORR）是新能源转换技术如燃料电池和金属-空气电池的核心反应。由于氧还原反应动力学过程较为迟缓，当前催化剂仍需采用价格昂贵、资源稀缺的贵金属铂作为主要活性组分。催化剂高昂的成本已成为制约燃料电池及许多电化学能源技术商业化进程的重要因素，研发低成本、高活性和高稳定的阴极ORR催化剂是实现众多新能源技术开发和推广的关键。 

　　作者首先利用一锅溶剂热法，制备了不同比例的铂和镍前驱体，制备了一维Pt-Ni聚束纳米球（BNSs）。在酸性条件下，通过选择性地去除镍物种，留下由Pt表层和表层下残留的Pt-Ni合金组成的的超薄1D Pt-Ni BNCs。其中，起始组分为Pt_1.5Ni的催化剂质量活性、比活性均最高，分别为3.52 A mg Pt^-1和5.16 mA cm Pt^-2，比商用Pt/C催化剂的值高一个数量级以上。 

　　另外，该催化剂展示出优异的催化稳定性。经过5万次的电位扫描循环后，其质量活性只衰减了1.3%。此外，以该催化剂组装的燃料电池也展示出优异的性能和稳定性。原位X射线同步辐射吸收光谱（XAFS）和理论计算表明，催化剂的高活性和高稳定性来自于催化剂这种独特的形貌结构、适宜的铂/镍比例、应力和配位效应的协同作用。这项工作为合理设计铂合金催化剂，提高其服役水平和寿命提供了一种有效的策略，并将有助于实现低铂催化剂在燃料电池技术及其他领域中的实际应用。 

　　图. 催化剂制备流程、活性、稳定性与电池性能 

　　（综合网络报道）