Microstrain-engineered platinum nanoclathrins for fuel cells
Rattachement africain : cn, de, tw. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) hold great promise for clean energy conversion, yet their performance is limited by insufficient mass transport bottlenecks within the catalyst layer. Addressing this fundamental issue demands innovative catalyst nanostructuring. Inspired by the evolutionarily optimized channel systems in cellular transport mechanisms, we design clathrin-mimetic noble metal nanostructures featuring nanoporous shells and internal cavities via a selenium-induced self-assembly method. The creation of such nanoclathrin relies on the in situ formed Se, where the amorphous structure induces the disordered growth of noble metals on the surface, ultimately establishing the nanoclathrin architecture. This strategy can be extended to create diverse nanoclathrins with controlled hollow size, shell thickness, as well as composition. Furthermore, precise microstrain engineering enables performance fine-tuning of platinum nanoclathrins (Pt NCLs) for half reactions in PEMFCs. Benefiting from enhanced mass transfer and optimized microstrain, Pt NCLs can serve as both efficient cathode and anode catalysts in practical fuel cells, achieving rated power densities of 1.25 W cm −2 in H 2 /O 2 and 0.83 W cm −2 in H 2 /Air, which positions Pt NCLs among the best-performing pure-Pt catalysts and even rivals many state-of-the-art Pt-alloy catalysts. The clathrin-like structures also exhibit excellent stability, retaining 95.7% of their initial activity after 30,000 accelerated stress test cycles. This work highlights the significance of designing clathrin-like architecture with promoted mass transfer for practical devices and beyond in sustainable energy applications.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Microstrain-engineered platinum nanoclathrins for fuel cells
- Date Crossref
- 25/03/2026
- Éditeur
- National Academy of Sciences
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Xiamen University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Fujian Institute of Research on the Structure of Matter pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tan Kah Kee Innovation Laboratory pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Wenzhou University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Xi'an Jiaotong University International Research Center for Renewable Energy pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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National Synchrotron Radiation Research Center pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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College of Chemistry and Chemical Engineering State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Chemical Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Xiamen University, Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials et Chinese Academy of Sciences, avec 9 autres affiliations.
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