
梁海伟教授率领的科学技术大学研究团队与北京航空航天大学的水江澜教授联手,取得了一项开创性的科研成果。他们共同研发出了一种全新的高温“硫固体胶”合成法,此法成功合成了一系列具有卓越性能的铂基氢燃料电池催化剂。这一成果对于氢燃料电池的大规模产业化具有重大意义,有望大幅度降低其制造成本。这一重要论文已在国际知名学术期刊《科学》杂志上发布,发表日期为10月22日。
氢燃料电池作为一种高效、环保的能源转换设备,其核心原理是利用氢气和氧气进行电化学反应,将化学能转化为电能。由于铂资源的珍贵性,氢燃料电池的制造成本一直较高。为了实现其大规模商业化,开发高活性的催化剂以减少铂的使用量成为了关键所在。
梁海伟教授及其团队通过精心研发的高温“硫固体胶”合成方法,成功实现了将铂基合金纳米颗粒稳定地“粘”在碳载体上。这一创新性技术利用硫原子和铂原子之间的强大相互作用,有效防止了纳米颗粒在高温下的尺寸变化。经过深入研究,他们成功制备了多种铂基合金燃料电池催化剂,并从中筛选出数种高活性催化剂,使得氢燃料电池的性能达到了国际领先水平。
更令人振奋的是,研究团队发现铂基合金的催化活性与其表面应力之间存在密切联系。在特定范围内,氧还原活性随着压缩应变的增加而增强,这一发现与经典理论预测的火山关系趋势有所不同。基于这一重要发现,研究人员推测通过调整铂合金催化剂的晶格参数,增加压缩应变,有望进一步提升其催化性能。
审稿人对该研究给予了高度评价,认为该研究制作的金属间化合物纳米颗粒对催化应用至关重要,同时对一系列二元和多元铂属间化合物的尺寸控制合成展示了深刻的见解。梁海伟教授表示,他们制备高性能铂合金氢燃料电池催化剂的方法具有广泛的应用前景,有望大幅度减少铂的使用量,从而显著降低燃料电池的制造成本。他还与学生一起致力于研究燃料电池膜电极的实际应用,为技术的实际应用做出了不懈努力。这一重大突破得到了青年报客户端的报道和广泛关注。
