氢燃料电池和电动交通工具被认为是两项可以减低碳排放量和石油消耗的重要技术。然而燃料电池所需的贵金属氧还原催化剂却非常昂贵。普通金属和贵金属形成的核-壳结构纳米颗粒催化剂可有效解决这个问题。

     美国的科学家将Pt壳层沉积在Pd和Pd3Co核上，合成了纳米颗粒催化剂。他们分祈了Pt的厚度，颗粒大小等因素对其催化活性的影响。纳米颗粒模型和密度泛函理论计算的结果显示纳米颗粒催化活性的增强来自于压应变作用，揭示了纳米尺度的表面收缩效应会导致的和表面上的氧结合能的变化。他们的计算结果表明在纳米颗粒上的中等压缩的(111)面最有助于氧的还原反应，指出了在加强核-壳纳米颗粒催化剂的活性和稳定性中，结构和组分的优化起着非常重要的作用。

(a)用于DFT计算的直径为d 的类似半球状的PdcPtn的核-壳纳米颗粒；

(b)两个表面具有不同原子分布的球体模型；

(c)对于不同的核-壳纳米颗粒模型，计算得到的不同部位的氧的结合能大小。

Ref: B.Huang et al., J.Am.Chem.Soc.2009(131): 17298

使用软件：MedeA-VASP