新的雙金屬納米“籠子”
Peidong Yang說：“我們在十年前就開始研究納米微粒催化劑的溶解過程。最開始我們主要關注像鉑等單一元素，分析尺寸和形狀對催化劑性能的影響。但是隨著研究的展開，我們更為關注雙金屬催化劑，如鉑-鎳、鉑-銅等。三四年前，我的兩個博士后在將鉑-鎳樣本放入溶劑時觀察到了意想不到的現象：他們發現該雙金屬納米微粒樣本在兩周后逐漸形成了新的形態。這對于我們是個意外的收獲，但是隨著我們觀察到三維納米框架結構的表面滿滿地覆蓋著催化位點時，我們確定發現了一些有價值的事情。”
伯克利的研究者隨后翻閱了現有的文獻，發現有ANL實驗室的化學家Vojislav Stamenkovic已經做了相當多的關于大容量單晶體催化劑基體的研究。基于Vojislav的研究，可以斷定雙金屬材料也會是很有希望的電化學催化劑。
中空結構
研究發現，在溶液中的起始材料——固態晶體PtNi3多面體會轉變為PtNi中間物質，然后通過內部腐蝕，轉變為Pt3Ni納米框架，氧原子可以從中間通過。PtNi3多面體的棱邊由高濃度鉑組成，它在后來的Pt3Ni納米框架中也得到保留。最初的多面體由三個鎳原子和一個鉑原子構成，最終的納米框架則正好相反。
Stamenkovic說：“多面體是一種常見的納米結構類型，多年以來一直用于催化劑研究。但是我們的研究展示了其他解決方法的可能性。通過框架結構，我們完全將結構完全對外打開，并且除掉了材料內部被埋沒的那些只占有體積、卻沒有功能的原子們。最后仍然剩下了數量相當可觀的催化位點，它們位于框架表面的各處，可以從多個方向接近。”
溶有氧氣的溶劑會引起多面體內部的溶解效應，最終形成了中空十二面體的納米框架結構。通過升高反應溫度，反應時間從兩周縮短到12小時。
完成了基本原料的制備后，研究人員希望驗證該材料在燃料電池組內部電化學的嚴苛環境下的穩定性，所以他們在納米框架的鉑原子外包裹了一層“保護層”，提升其耐久性。通過在氬氣中進行退火熱處理，納米框架的表面產生了一層由鉑組成的“保護層”。
Yang說：“我們猜測是氧原子將納米鎳微粒帶到了框架上，氬氣的退火作用將鉑帶到了表面上。”
