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近日，中科大曾杰教授課題組與美國阿克倫大學彭振猛教授合作，在質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期刊《美國化學會志》上。
近年來，隨著化石能源的消耗與環(huán)境污染日趨嚴重，以質子交換膜燃料電池為代表的新型清潔能源的研究和應用受到廣泛關注。但是，這項技術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控。研究表明，該催化劑對于質子交換膜燃料電池陰極氧化還原反應的活性高達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。
