崔荣静 ，韩志达

（常熟理工学院 a. 化学与材料工程学院；b. 江苏省新型功能材料重点建设实验室； c. 物理与电子工程学院，江苏 常熟 215500）

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是通过电化学反应将化学能直接转化为电能的装置，具有能源转换率高、环境友好等优点，是未来新能源体系的重要组成部分. 目前，PEMFC的大规模化应用的主要障碍有两个：一个是大批量价格昂贵的铂催化剂的使用，另外一个是阴极氧还原反应（ORR）动力学缓慢[1]. 因此，开发具有优越的ORR质量活性和更高的催化耐久性的低Pt用量甚至无Pt的新材料作为氧还原催化剂至关重要. 将Fe、Co、Ni等过渡金属元素掺入铂使其合金化制备的铂基合金纳米催化剂[2－3]，具有较高的ORR催化活性. 近来，研究者采用密度泛函理论的第一性原理计算推断出，Pt3Y在理论上是一种具有高活性、高稳定性的氧还原催化剂[4]. 随后，Pt5Y合金也被证明具有较高的ORR催化活性，并且Pt－Y合金的催化性能在扩展多晶表面和薄膜中已被证实. Chorkendorff 等通过气体－聚集技术制备了PtxY纳米粒子并进行氧还原性能测试，发现其在扩展多晶表面具有优越的ORR活性[5].但是这种Pt－Y催化剂的合成方法比较复杂，成本也相对较高，不适合大批量生产. 我们提出了一种简单的可工业化生产的去合金化方法制备了具有三维双连续结构的纳米多孔Pt3Y二元合金材料（NP－PtY），这种多孔结构的二元合金材料表现出了优越的氧还原催化性能及稳定性[6].

图1　NP－PtY样品的SEM、TEM 和HRTEM照片

我们用扫描电镜（SEM）和透……