近日，我校永利6774app手机版官网超分子材料與分子納米器件團隊在國際期刊《Energy Materials》（影響因子=11.8）發表題為“Composition-regulated lattice strain of PdSn/C for boosting C1 pathway in ethanol electrooxidation”的高水平論文（DOI：10.20517/energymater.2024.91）。我校碩士研究生蔡穎和陶毅為論文第一作者，梁峰和馬濤為通訊作者，我校為論文第一單位。

乙醇燃料電池（DEFCs）因其無毒、高能量密度、原料來源廣等優點，被認為是一種極具前景的能量轉換裝置。然而，DEFCs中乙醇氧化反應（EOR）效率緩慢，反應不充分（産物多為C2産物）等問題阻礙了其商業化應用。為解決這一問題，研究通過調節PdSn/C催化劑中Sn的含量，實現了對催化劑表面晶格應變的調控，進而提升了PdSn/C的催化活性，促進乙醇向C1産物轉化。

研究通過室溫共還原的方法可控合成了不同Sn含量的PdSn/C-X (X=0.1, 0.5, 1, 2)催化劑，實現了PdSn/C中晶格拉伸應變的調控。适當的拉伸應變會增強PdSn/C催化EOR的性能，當拉伸應變為3.7%時（PdSn/C-1）有最大的催化活性，質量活性達到了8452.3 mA/mg_Pd，強于絕大多數Pd基催化劑。作者通過原位紅外光譜表征，證明了這種合适的晶格應變，能促進乙醇通過C1路徑反應，C1産物的選擇性達到了35.1%。密度泛函理論（DFT）計算表明，适當的拉伸應變可以調節關鍵反應中間體*CH₃CO向*CH₂CO（ΔG1）轉變，而不是向*CH₃COOH（ΔG2）轉變，進而促進反應從C1路徑發生。本研究通過組分調控應變進而增強催化性能的策略，不僅能促進DEFCs中乙醇的充分轉化，也有望拓展到其它能源催化反應中。

原文鍊接：https://doi.org/10.20517/energymater.2024.91