近期，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所应用等离子体研究室王奇课题组在甲醇氧化反应方面取得进展，相关内容发表在《应用表面科学》(Applied Surface Science)上。

直接甲醇燃料电池(DMFC)的工作原理是在氧化还原反应过程中，阳极的甲醇在催化剂的作用下失去电子，通过外电路到达阴极。同时氢离子(酸性电解质)通过电解质膜从阳极转移到阴极，然后阴极的氧气被催化还原得到电子，从而形成电流回路，提供电能。其中，催化剂对于阳极的甲醇氧化反应至关重要。近年来，相关研究不断深入，主要从提高贵金属催化剂利用率、改性载体、制备合金催化剂等方面来提高抗中毒能力。铂(Pt)作为一种性能优异的贵金属催化剂，一直受到研究者的关注，而负载铂纳米粒子的载体往往对最终的催化性能有很大的影响。氧化石墨烯常用作贵金属的载体。但是直接使用氧化石墨烯作为载体进行电化学性能测试并不能达到预期的效果。

研究人员自组装氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNTs)形成三维结构，然后负载铂，通过氢等离子体放电，可以得到比表面积大的铂基三维石墨烯-碳纳米管催化剂(Pt/GNTs)，对甲醇氧化具有优异的催化性能。该技术路线结合了GO和CNTs各自的优势，通过自组装形成三维复合结构，增加了比表面积，更有利于铂纳米颗粒的分布(图1)。随后，研究人员在实验中制备了一系列不同质量比GO: CNTs (GO: CNTs = 0: 1，1: 6，1: 4，1: 2，1: 1，2: 1，4: 1，691.1 mA/mg 1:0)的催化剂，结果表明，当GO: CNTs=1:2时，不同质量比GO: CNTs = 0。该值比商业Pt-C催化剂高87.7%，并且优于大多数其它报道的催化剂。经过3600s的CA测试后，它仍能保持较高的电流密度(图2)。这一结果与载体的结构和性能密切相关。详细分析见原文。该研究对高效甲醇氧化催化剂的制备具有重要意义，也为三维石墨烯载体的制备提供了全新的思路。

研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省杰出青年科学基金、中科院青年促进会、合肥研究院院长基金的支持。