近日，中國科學(xué)院過程工程研究所研究員楊軍團(tuán)隊(duì)與韓國首爾國立大學(xué)教授Mansoo Choi團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)了具有較好普適性的“電火花（Sparking Mashup）”技術(shù)制備合金納米顆粒，并利用該技術(shù)制備出包括互溶金屬、不互溶金屬和高熵納米合金在內(nèi)的平均粒徑為5nm的55種不同的合金納米顆粒。該制備方式突破了濕化學(xué)方法在不互溶金屬和高熵納米合金合成中的局限性。

由于金屬納米合金在電催化應(yīng)用方面有很大潛力，其設(shè)計(jì)與制備是納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，受到研究人員的關(guān)注。納米合金中不同組分間的相互作用可改變活性金屬的電子構(gòu)型并產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，提升其在電化學(xué)反應(yīng)中催化活性、穩(wěn)定性和選擇性。特別是對于Pt和Pd等貴金屬，通過與過渡金屬合金化的方式，可減少催化劑中貴金屬的用量、保持甚至提升其電催化活性、降低催化劑成本。

互溶金屬構(gòu)成的納米合金可利用濕化學(xué)方法制備與調(diào)控。但針對不互溶金屬或物理化學(xué)性能有差異的多種金屬構(gòu)成的合金（高熵納米合金），其合金化仍面臨挑戰(zhàn)，需要突破濕化學(xué)法的局限、發(fā)展和應(yīng)用新的制備方式和技術(shù)。研究團(tuán)隊(duì)制備的納米合金具有超小顆粒尺寸，不同組分間的電子效應(yīng)及顆粒清潔的表面，使得該方法制備的含鉑或鈀的納米合金在甲醇和乙醇的電催化氧化中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。研究人員表示，下一步要優(yōu)化含鉑或鈀的納米合金，以提高其在直接醇類燃料電池中的性能。制備該納米合金有望為燃料電池和其他可再生能源領(lǐng)域創(chuàng)造低成本、高活性和耐用性的催化劑。

相關(guān)研究成果發(fā)表在Matter上。在首爾國立大學(xué)工作的博士馮繼成和過程工程所副研究員陳東為論文共同第一作者。