近日，昆明理工大学材料科学与工程学院冯立纲教授团队在直接甲醇燃料电池低铂催化剂设计与甲醇电化学能量转化研究方面取得新进展，相关研究成果以“Boosting Pt Utilization via PtTe2 Nanoshells for Direct Methanol Fuel Cells”为题在Advanced Energy Materials期刊上在线发表。

直接甲醇燃料电池具有燃料储运便利、系统结构简单等优势，但其阳极甲醇氧化反应动力学缓慢，且易生成CO类强吸附中间体，导致Pt基催化剂中毒失活。针对Pt用量高、利用效率低和稳定性不足等问题，研究团队以一维Te纳米棒为模板和前驱体，在其表面原位构筑约2 nm厚的超薄PtTe2纳米壳层，形成Te@PtTe2核壳结构。该结构可充分暴露低配位Pt边缘位点，并通过Pt-Te相互作用调控Pt的局域配位和电子结构，从而提高Pt本征活性和抗中毒能力。

电化学测试表明，Te@PtTe2在酸性甲醇体系中的Pt质量归一化活性达到3428.6 mA mgPt−1，分别为商业Pt/C和PtRu/C的16.6倍和6.7倍。在直接甲醇燃料电池测试中，Te@PtTe2基器件峰值功率密度达到150 mW cm−2，按阳极Pt质量归一化后达到1.5 W mgPt−1，分别约为商业PtRu/C和Pt/C基器件的6.0倍和8.8倍，并在0.5 V下运行100 h后保持86.9%的初始电流。研究通过构筑超薄PtTe2纳米壳层并强化Pt边缘位点暴露，实现了Pt基催化剂活性、稳定性和利用效率的协同提升，为设计低贵金属用量、高性能、耐久型甲醇氧化催化剂提供了新的思路，也为直接甲醇燃料电池等清洁能源转换器件的发展提供了技术参考。

昆明理工大学为论文第一单位和通讯单位，材料科学与工程学院冯立纲教授为论文通讯作者，杨甫林博士为论文第一作者。相关研究工作得到了国家自然科学基金、云南省兴滇英才支持计划等项目的资助。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.71162

（供稿：材料科学与工程学院）