然而乙醇氧化過程中C-C鍵離解能高(87.3 kcal/mol),即使在活性較高的Pt催化劑表面,其C1反應路徑(產物為CO2,轉移12電子;C2路徑產物為乙醛/乙酸,轉移2/4電子)選擇性也僅為7.5%,嚴重降低了燃料電池的能量密度輸出。
近日,中國人民解放軍空軍勤務學院的陳騰博士、胡建強教授、南京大學的丁維平教授、中南大學的劉敏教授,設計了雙位點催化劑Pt/Al2O3@TiAl,通過接力催化,實現了乙醇的完全電氧化。


同時,在沉積Pt過程中,TiAl合金溶解的部分Al與Pt一起沉積,摻雜在Pt催化劑中。同步輻射和理論計算表明,摻雜的Al原子可調節Pt的電子結構,降低反應產物在Pt表面的吸附的能。TiAl合金表面形成的Al2O3會保護TiAl合金,提高了催化劑在酸性電解液中的穩定性。
該工作通過接力催化,為乙醇完全氧化提供了一種新策略。
Teng Chen,* Shen Xu, Taotao Zhao, Xiaohang Zhou, Jianqiang Hu,* Xin Xu, Chenjia Liang, Min Liu,* and Weiping Ding*
Angewandte Chemie International Edition
DOI:?10.1002/anie.202308057