Font Size: 

Bimetallic catalysts exhibit a promising prospect as potential  alternative catalysts for oxygen reduction reaction because of  their distinctly enhanced activities compared to pure  monometallic systems. In present work, Intermetallic AuCu3/C  nanoparticles with diameter of 3 nm were ideveloped for the first  time, with uniform dispersion and a narrow size distribution. The  ca. 3 nm as-synthesised AuCu3/C showed superior catalytic  performance for oxygen reduction reactions (ORR) in alkaline  solutions, with comparable half-wave potential and 1.5 times  mass current density of commercial Pt/C 25 at 0.80 V  (vs. reversible hydrogen electrode (RHE)). Understanding of the  origin of activities enhancement is essential for exploiting any  novel nanoalloy catalyst. We used AuCu3 as a model to study  the synergetic effects existing among the atoms with strong  and weak affinity respectively towards oxygen through density  functional theory (DFT) calculation. The results suggest that the  combination site of Au and Cu instead of Au-Au or Cu-Cu  sites provided the best onset potential (0.75 V vs reversible  hydrogen electrode (RHE)) for oxygen reduction reaction, which  is very close to what has been achieved on Pt (111). And the  narrow gap between the onset potentials of AuCu3 and Pt  obtained by calculation is consistent with the experimental  result. Such results not only explain synergetic effects on  bimetallic alloy, but also may shed light on designing a novel  catalyst for ORR. The excellent durability and methanol  tolerance exhibited in alkaline solutions provides another  advantage, so AuCu3/C can be considered a potential  alternative cathode catalyst in alkaline fuel cells.