材料学院博士生科研成果在Scientific Reports期刊上发表

近日，材料学院“表面等离子材料”课题组在燃料电池催化剂研究中取得进展，成果被《自然》网站报道(http://www.nature.com/subjects/materials-science/research)。该成果以“Globaloptimization and oxygen dissociation on polyicosahedral Ag₃₂Cu₆core-shell cluster for alkaline fuel cells”为题在2015年7月7日出版的Scientific Reports (5, 11984, 2015,DOI: 10.1038/srep11984)上发表，第一作者为材料学院博士生张楠，指导教师为陈福义教授。

燃料电池是具有高能量转换效率的新型绿色能源，使用非铂金属作为电极催化剂是碱性燃料电池的突出优点，因为碱性介质的腐蚀性比酸性介质更小。纳米粒子最稳定结构的确定对于理解它们的ORR性能和设计可能的工业应用至关重要。由于缺乏平移不变性，纳米颗粒可以比块状晶体有更多几何结构。

本研究全局优化了双金属银铜团簇，通过古普塔模型局部优化并确定了38原子的Ag-Cu合金原子模型。从原子势和DFT理论计算结果，证明Ag₃₂Cu₆核壳团簇的多二十面体(pIh)结构比截角八面体(TO)稳定。在氧还原反应(ORR)中，进一步研究了O₂在pIh结构上的解离，修正了之前Ag₃₂Cu₆核-壳纳米颗粒不适合作为ORR催化剂的想法，并证实在碱性燃料电池中，银铜纳米合金是一种有前景的催化剂。

论文链接：http://www.nature.com/srep/2015/150707/srep11984/full/srep11984.html