刘永政，吴天赐，汪汉斌

(湖北大学物理与电子科学学院， 湖北 武汉 430062)

0 引言

人类的一切工业活动均离不开能源，能源推动了世界经济和科技的发展. 煤炭、石油等化石燃料的使用，使人类社会科学文明得到了极大的发展[1].但是，化石能源是一种不可再生能源，长时间消耗后，人类不得不面对资源枯竭这一现实难题[2]. 随着风力发电、地热发电的迅速发展，人们需要找到一种能够将产生的电能存储起来的手段，将电能转化为化学能[3].

电解水产氧[4]和产氢[5]是解决这一问题的较佳手段，直接通电、电解水产氧产氢方式虽然简单可行，但是电能转化为化学能的效率太低. 人们发现，将一些贵金属材料(例如金、银、铂)及其合金作为电解水的催化剂[6-7]，可大幅提升电解水效率. 另一方面，各种燃料电池[8]及金属空气电池的开发也对氧还原反应的阴极催化剂提出了更高的要求. 目前大量的贵金属二元合金以及三元合金成为高效电催化剂的热门研究对象.

在电催化研究领域，通过将单纯的Pt系的贵金属实现合金化，较大提升了二元、三元合金的电催化活性和耐久性[9-10]. 合金化对贵金属材料的性能主要产生了以下4个方面的影响：应变效应、电子效应、集成效应和双功能效应[4]. 应变效应是指将3 d过渡金属(例如Ni、Co、Fe、Cu、Cr)等并入Pt的晶格内，特别是在核壳结构中，这种效应可以极大地增强ORR性能[11-14]. 合金核导致富铂壳层产生一定的压缩应变，从而降低了含氧化合物的结……