甲酸鹽燃料電池（DFFCs）作為一種未來(lái)能源結(jié)構(gòu)和環(huán)境可持續(xù)性的技術(shù)，受到廣泛的關(guān)注，因?yàn)榧姿猁}可從利用CO₂中獲得?；诖?，香港城市大學(xué)王新教授和陜西師范大學(xué)陳煜教授等人報(bào)道了通過(guò)簡(jiǎn)單的自模板方法，合成了具有豐富缺陷位點(diǎn)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)PtPd合金和氧化物納米線（PtPd-ox NWs），具有高的甲酸鹽電氧化反應(yīng)（FOR）活性。具有最佳性能的樣品對(duì)中間體具有良好的吸附行為，且Pt位點(diǎn)與甲酸鹽中氧的d–p軌道雜化相互作用強(qiáng)，有利于低能壘的FOR直接途徑。此外，異質(zhì)結(jié)構(gòu)還能在鄰近活性位點(diǎn)結(jié)合吸收的氫和CO，從而提供足夠的羥基物種，促進(jìn)CO₂的形成，有助于改善PtPd-ox NWs上的FOR動(dòng)力學(xué)。

通過(guò)密度泛函理論（DFT）計(jì)算，作者研究了吸附物的吸附吉布斯自由能變化（ΔG）。PtPd-PtPdO(111)對(duì)*H的吸附強(qiáng)度弱于PtPd(111)和Pt(111)，減弱的*H吸附有利于*H解吸，使*OCHO隨后吸附在PtPd-PtPdO(111)上。*OCHO的ΔG趨勢(shì)為PtPd-PtPdO(111) < PtPd(111) < Pt(111)，表明甲酸鹽對(duì)PtPd-PtPdO(111)的吸附明顯更有利。Bader電荷分析表明，電子轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在*OCHO中Pt位點(diǎn)與氧原子之間，其中PtPd-PtPdO(111)轉(zhuǎn)移最多，表明吸附較強(qiáng)。

Pt-5d和*OCHO中O 2p軌道之間的雜化產(chǎn)生d–p軌道重疊，形成Pt-O吸附鍵。PtPd-PtPdO(111)異質(zhì)結(jié)表面形成的d–p軌道明顯重疊，d–p軌道之間的強(qiáng)相互作用導(dǎo)致Pt-5d軌道展寬，更多的O-2p電子參與軌道雜化，提高了吸附強(qiáng)度。在PtPd-PtPdO(111)異質(zhì)結(jié)構(gòu)表面，成鍵軌道占有更多的電子，且PtPd-PtPdO(111)的綜合COHP高于PtPd(111)和Pt(111)，顯示出最高的成鍵強(qiáng)度。此外，Pt-5d和O-2p軌道的雜化產(chǎn)生了跨越費(fèi)米能級(jí)（E_F）的反鍵軌道，PtPd-PtPdO(111)上占據(jù)E_F以上的反鍵軌道較多，表明吸附強(qiáng)度較其他軌道強(qiáng)。

Boosting Formate Electrooxidation by Heterostructured PtPd Alloy and Oxides Nanowires. Adv. Mater., 2024, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202403664.