蘇州大學科研團隊在多組分鉑基納米材料研究上取得突破性進展

交匯點訊 鉑基納米材料在越來越多的能源和催化領域中展現出良好的應用潛力，因此鉑基納米材料的可控制備及其能源催化應用研究具有十分重要的科學意義和社會價值。蘇州大學材料與化學化工學部黃小青教授帶領的團隊在該領域取得突破性進展，近日，團隊開展的「面向燃料電池應用的多組分鉑基納米材料研究」榮獲2019年度江蘇省科學技術獎一等獎。

鉑基納米材料在燃料電池領域具有誘人的應用前景，但鉑資源稀少且價格昂貴，鉑基催化劑的成本很高。燃料電池能量利用率非常高、環境友好，但其高昂造價導致大規模應用受限。因而如何降低鉑基催化劑的成本，推動鉑基納米材料的實際燃料電池應用成為了亟待解決的關鍵問題。

在國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目資助下，黃小青教授團隊提出了基於多組分鉑基材料的精準製備及其在催化領域高效合理利用的新原理、新策略，形成了以一維鉑基納米線、二維鉑基納米片、三維鉑基多面體為核心的新型材料體系，對製備新型高性能燃料電池催化材料具有積極作用，有助於解決日益嚴峻的能源問題。

與單一組分貴金屬納米材料相比，多組分鉑基納米材料的製備和催化應用存在著更多挑戰。一方面，需要有效實現多組分鉑基納米材料在組分和結構上的多重調控；另一方面，具有特定或複雜結構的多組分鉑基納米材料的控制合成方式有待研究。針對這些瓶頸問題，研究團隊通過前期大量的正交實驗發現，作為結構控制劑的化學小分子是影響多組分鉑基納米材料可控合成的關鍵。由此發展了一套有效的小分子調控策略，為複雜的多組分鉑基納米材料體系的控制合成奠定了基礎。

該項目主要開發了多組分鉑基納米材料合成調控的新方法，利用化學合成方法實現了多組分鉑基納米材料的高效製備及其表界面結構的精準調控；提出了鉑基納米材料的表面應力、高能晶面與燃料電池催化反應性能之間的構效關係，為開發面向燃料電池催化反應的催化劑提供了重要的設計策略；實現了面向燃料電池催化反應的高活性高穩定性的鉑基納米材料的製備，獲得了創紀錄的燃料電池陰極反應催化劑。項目人員經過多年的努力，在多組分鉑基貴金屬納米材料的精準製備及其催化應用領域形成了自己的優勢，取得了一系列研究成果。累計在國際有影響力的Science等期刊雜誌上發表論文22篇，並且授權美國發明專利2項。

目前，研究團隊正著眼於催化劑的規模放大和批量製備探索，有望進一步大幅降低催化劑成本，從而滿足未來產業化的要求，實現燃料電池可持續發展。

來源：交匯點新聞