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Die Erkundung von Hochleistungs-Non-Pt-Elektrokatalysatoren für die Sauerstoffreduktionsreaktion (ORR), dem Engpassprozess in Brennstoffzellen, ist wünschenswert, aber herausfordernd. Hier berichten wir über die Pd@PdFe-Kern-Hülle-Icosaheder als aktiven und dauerhaften Elektrokatalysator für die ORR unter alkalischen Bedingungen, die eine dreiatomare dehnungsbeanspruchte PdFe-Überlage auf Pd-Icosaheren aufweisen. Unser optimierter Katalysator zeigt eine 2,8-fache Steigerung der Masseneffektivität und eine 6,9-fache Steigerung der spezifischen Effektivität im Vergleich zum kommerziellen Pt/C-Katalysator für die ORR, was ihn zu einem der besten Non-Pt-Elektrokatalysatoren macht. Darüber hinaus wird die verbesserte ORR-Katalyse stark durch die Leistung der zusammengebauten Brennstoffzelle unterstützt, die Pd@PdFe-Kern-Hüllen-Icosaheder als Katalysator verwendet. Die Berechnungen der Dichtefunktionaltheorie zeigen, dass die synergistische Kopplung von dehnungsbeanspruchtem und Legierungseffekten die optimale Bindungsstärke für Zwischenprodukte ermöglicht, was zu maximaler Aktivität führt. Die vorliegende Arbeit legt nahe, dass die Kopplung zwischen mehreren Oberflächenmodulationen größeren Raum für das rationale Design bemerkenswerter Katalysatoren schafft.
Xu et al. (Mittwoch) haben diese Frage untersucht.