近日，武汉纺织大学纺织新材料与先进加工全国重点实验室陈嵘教授团队在国际著名材料期刊Advanced Functional Materials上发表了题为“Atomically Ordered PtBi₂ Intermetallic as Catalyst for Ultrahigh Efficiency and Durability in Methanol Electro-Oxidation”的高水平研究性论文（https://doi.org/10.1002/adfm.202424532）。该研究工作开发了一种用于高效催化甲醇氧化反应的立方相PtBi₂金属间化合物催化剂，并清晰阐述了其活性增强机制。该论文的第一作者为陈嵘教授团队的在读博士研究生杜伟，陈嵘教授是该论文的唯一通讯作者，武汉纺织大学为唯一通讯单位。

燃料电池因其低排放和高功率密度被认为是未来能源系统的重要组成部分。甲醇作为一种小分子燃料，具有高能量密度和明确的氧化动力学特性，因此备受关注。然而，甲醇氧化反应的动力学速度远低于氢氧化反应，且现有的铂基催化剂容易受到一氧化碳中间体的毒化影响，导致催化剂的活性和耐久性不足。此外，铂在地壳中的储量极低且价格昂贵，减少铂的使用量也是当前研究的重点。

针对以上问题，本研究开发了一种原子排列高度有序的立方相PtBi₂金属间化合物催化剂，在甲醇电氧化反应中表现出极高的质量活性（13.85 A·mg_Pt^-1），并且在50小时的恒电位电解后几乎没有活性衰减。通过原位傅里叶变换红外光谱和密度泛函理论计算揭示了立方相PtBi₂催化剂的活性增强机制，研究表明Bi的引入优化了Pt的电子结构，增强了*OH的吸附，同时减弱了*CO的吸附，加速了甲醇氧化的反应动力学。

该研究是陈嵘教授团队在燃料电池催化剂领域的最新进展。该研究不仅开发出了一种高效、耐用的甲醇电氧化催化剂，还通过系统的实验和理论计算揭示了其性能提升的机制。这一成果为未来燃料电池催化剂的设计和开发提供了新的思路，有望推动燃料电池技术的进一步发展。

文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202424532