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发布日期:2021年10月11日
西安交大可再生能源转化研究取得重要进展

本报讯 (记者 张梅)10月8日,记者从西安交通大学获悉:该校金明尚教授团队与上海交通大学邬剑波教授、美国加州大学河滨分校殷亚东教授课题组密切合作,在催化剂表面应变调控提升铂催化性能方面取得重要进展。相关成果“调控铂催化剂表面实现高效电催化”于10月6日发表在科学期刊《自然》上。该研究成果为高效铂催化剂的设计和制备提供了详细的理论指导和全新的实验方法,并有望应用于燃料电池、电解水产氢产氧等领域,助力国家能源战略。

铂催化剂是目前能源领域最重要的一类催化剂,已被广泛应用于燃料电池、水分解制氢等可持续能源系统中。应变调节能控制铂原子间的距离,从而灵敏地改变其电子结构,进而获得高效铂催化剂。目前,催化剂表面应变调节主要依赖于铂在另一种材料表面的沉积,难以实现应变的精准、连续调节。如何实现铂催化剂表面应变的精准、连续调节是催化领域亟待解决的挑战性难题。金明尚教授研究团队在长期研究的基础上,提出了一种全新的应变调节方法,实现了铂晶格伸缩程度的精准调控,得到在-5.1%到5.9%范围连续可调的晶格应变,并使得铂催化剂在甲醇电催化氧化和析氢反应中的活性分别提升2.5倍和1.5倍以上。该方法可应用于不同表面结构的铂催化剂表面应变的调节,甚至有望进一步拓展至其他材料。该成果不仅从根本上探索了应变如何影响铂电催化,还为制造用于可再生能源转换反应的高性能铂催化剂提供了一条重要途径。

该成果以西安交通大学为第一单位和通信单位,研究工作得到国家自然科学基金“能源有序转化”基础科学中心项目、国家自然科学基金面上项目、多相流国家重点实验室自主课题以及开放课题等项目的资助和支持。

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