尽管商业的纳米结构碳(如碳纳米管、碳纤维和还原氧化石墨烯)具高石墨化程度和强的抗腐蚀性,而被作为催化剂载体。然而,未经修饰的具有化学惰性的纳米结构碳将造成PtM与碳载体之间弱的相互作用,从而导致PtM纳米粒子在PEMFC的操作条件下迁移和团聚。此外,一些金属化合物(如氧化物、氮化物、硼化物和碳化物)由于其热稳定性、高耐腐蚀性和强金属载体相互作用而被研究作为电催化剂载体的候选材料。但较低的比表面积和较差的孔结构进一步阻碍了它们在PEMFC中的实际应用。近年来,金属有机骨架(MOF)衍生的碳材料由于具有高比表面积和多孔结构,有利于PtM的分散,成为了Pt基催化剂的潜在碳载体。然而,由于MOF衍生的碳载体中含有大量无序和缺陷碳结构,石墨化程度较低,不能有效抵抗高电位下的碳腐蚀,在一定程度上不能满足PEMFC的稳定性要求。因此,寻求更有效的策略来开发高性能碳载体以实现高效稳定的电催化剂是迫切需要的,但同时具有挑战性。
基于此,南昌大学/江西师范大学陈义旺教授、袁凯教授团队通过Mn辅助催化碳化方法,成功制备了兼具高石墨化程度和分级多孔结构的碳载体,并将其与具有核壳结构的PtCo金属间化合物通过浸渍退火策略整合,凭借核壳结构的保护、定制的Pt电子结构和碳载体的高石墨化程度以及优异的耐腐蚀性,所制备的催化剂展现出明显增强的ORR活性和稳定性。相关工作“Integrating PtCo Intermetallic with Highly Graphitized Carbon Toward Durable Oxygen Electroreduction in Proton Exchange Membrane Fuel Cells”发表在《Advanced Materials》上。