随着能源供应危机和环境问题的突显，能源的储存与转化技术得到越来越多的关注。在各种各样的能源转化装置中，金属-空气电池、质子交换膜燃料电池（PEMFCs）等被认为是清洁及可持续的能量转化载体。在这两类电池中，电催化析氧反应（OER）和氧还原反应ORR是重要的电极反应过程。但由于涉及复杂的多电子转移，它们都呈现缓慢的动力学特性，导致能量损失，它们的进行都需要电极催化材料的辅助。如对ORR来说，目前高效的电催化材料为Pt系材料。Pt价格昂贵，且这类材料对OER的催化性能一般。因此如何开发同时对ORR和OER反应都具有良好催化活性且成本更低的催化剂是这一领域的一大挑战。
日前，威廉希尔贾建峰教授课题组制备出了一种PdO-Co3O4双功能催化剂，其对ORR和OER均表现出良好的催化活性。本研究的主要实验工作由贾建峰教授的博士生胡天军完成。该催化剂制备方法简单，原料易得，实用化前景高。他们将H2PdCl4和Co(NO3)2混合液用NaBH4还原得到PdCo纳米颗粒，后者在300°C焙烧氧化后就得到了这种双功能催化剂。电催化测试显示，这一催化材料对ORR，催化性能十分接近商用的Pt/C催化剂。对于OER，其过电势小于商用的RuO2催化剂。结合密度泛函理论计算和各种实验手段，他们阐释了电极反应的微观过程，解释了这种材料高催化活性的来源。此项成果对设计制备高效能源转化材料具有重要意义。该工作发表在《Applied Catalysis B: Environmental》上，该杂志影响因子11.698，为SCI一区（英国威廉希尔公司特级）刊物。原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337318309962?dgcid=author
催化剂的电镜图片
催化剂表面结构示意
ORR催化过程的决速步骤
