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近日，中科大曾杰教授課題組與美國阿克倫大學(xué)彭振猛教授合作，在質(zhì)子交換膜燃料電池陰極催化劑研制方面取得重要進展，通過在鈀納米晶上生長超薄鉑鎳合金原子層的方法，成功研制出一種高效超薄納米催化劑——鈀-鉑鎳核殼納米催化劑。成果發(fā)表在最新一期國際著名化學(xué)期刊《美國化學(xué)會志》上。
近年來，隨著化石能源的消耗與環(huán)境污染日趨嚴重，以質(zhì)子交換膜燃料電池為代表的新型清潔能源的研究和應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。但是，這項技術(shù)還存在著不小的瓶頸，主要表現(xiàn)在針對電池陰極的氧化還原反應(yīng)催化劑活性和穩(wěn)定性較低，制約了電池的輸出功率和充放電循環(huán)次數(shù)，從而阻礙了質(zhì)子交換膜燃料電池的商業(yè)化進程。
面對這一挑戰(zhàn)，曾杰教授課題組設(shè)計并研制出一種具有超薄鉑鎳合金原子層的核殼型納米催化劑，并實現(xiàn)了對鉑鎳原子比例的調(diào)控。研究表明，該催化劑對于質(zhì)子交換膜燃料電池陰極氧化還原反應(yīng)的活性高達0.79千安培/克，約為目前商用鉑碳催化劑的5倍。此外，這種新型催化劑整體穩(wěn)定性大幅提高，在循環(huán)充放電測試6000次后，其性能沒有顯著降低。
曾杰教授表示，這項成果為開發(fā)新一代燃料電池提供了高效納米催化劑，也為改善燃料電池的綜合性能提供了新思路。
