大阪城市大学的研究人员创造了钯和锌的金属间合金纳米粒子，其中锌和钯原子交替排列。金属间合金比替代合金更耐腐蚀，同时保留了两种金属的电催化性能，可用于开发新的非贵金属电催化剂。

钯是一种贵金属，作为燃料电池电催化剂备受关注，它需要具有高电催化活性的金属。由于钯的高成本，制造钯-锌合金应在降低成本的同时提高催化活性。此外，耐腐蚀性对于潜在的电催化剂材料很重要，因为催化反应使用腐蚀性极强的碱性水溶液，随着时间的推移会降解金属电催化剂并降低其效率。

由大阪城市大学研究生院工学研究科的HiroshiInoue教授、EijiHiguchi副教授和MasanobuChiku副教授领导的一个研究小组发现了一种很有前景的钯和锌金属间合金(i-PdZn)。金属间合金具有由等量交替的钯和锌原子组成的精确排列的原子结构。这使得i-PdZn在碱性水溶液中具有很高的耐腐蚀性。

金属合金可以是替代的或金属间的。在替代性钯-锌合金中，锌原子随机取代一半的钯原子，而新金属间合金i-PdZn中的钯和锌原子以交替方式排列，因此每个锌原子都被钯原子包围，反之亦然。反之亦然。

当i-PdZn和替代钯锌合金都浸入碱性水溶液中时，研究人员发现大部分锌原子在几分钟内从替代合金中浸出。然而，i-PdZn中钯和锌原子的规则排列有效地防止了合金中间的锌原子浸出。这在合金外部形成了保护性的骨架钯壳，使i-PdZn具有更高的耐腐蚀性。

此外，当用作电催化剂生成时，i-PdZn表现出的峰值乙醇氧化活性约为纯钯的5.1倍。这是由于合金核心的电子特性，以及在碱性水溶液中由骨架钯壳产生的较大表面积。

“使它们成为良好催化剂的金属间合金的独特性能以前是已知的，但现在我们已经表明，锌的溶解在我们的金属间钯-锌合金中得到了极大的抑制，这使得它比替代合金更耐腐蚀，”井上教授总结道。“我们相信这些结果可能为非贵金属电催化剂的开发提供线索，因为非贵金属电催化剂的耐腐蚀性是一个问题。”