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綠色氫能新突破：我國(guó)實(shí)現(xiàn)鉑族催化劑分鐘級(jí)制備

來(lái)源：新華網(wǎng) 時(shí)間：2026-07-10 13:28

　　鉑族催化劑是支撐現(xiàn)代能源、化工、環(huán)境等產(chǎn)業(yè)的核心關(guān)鍵材料。近日，天津大學(xué)胡文彬教授團(tuán)隊(duì)提出了“瞬態(tài)組裝”策略，研發(fā)出毫秒級(jí)周期熱脈沖技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了鉑族金屬核殼結(jié)構(gòu)催化劑的超快合成與精準(zhǔn)調(diào)控，為鉑族催化劑的原子級(jí)精準(zhǔn)制備開(kāi)辟了全新技術(shù)路徑。

　　相關(guān)成果于北京時(shí)間7月10日在線刊發(fā)于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。

　　高效精準(zhǔn)地構(gòu)建鉑族與非貴金屬核殼結(jié)構(gòu)，是兼顧高催化活性與低貴金屬用量的關(guān)鍵技術(shù)。然而，傳統(tǒng)合成技術(shù)依賴長(zhǎng)時(shí)高溫條件下多個(gè)熱力學(xué)平衡態(tài)的逐步轉(zhuǎn)化，工藝周期長(zhǎng)、能耗高、精度低，成為制約催化劑效能與應(yīng)用的核心技術(shù)“卡口”。

　　針對(duì)這一痛點(diǎn)，天津大學(xué)與合作科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)數(shù)年攻關(guān)，創(chuàng)新提出非平衡“瞬態(tài)組裝”策略，通過(guò)周期熱脈沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)精準(zhǔn)供能，驅(qū)動(dòng)納米晶在非平衡高能瞬態(tài)演變中完成核殼結(jié)構(gòu)組裝，同步實(shí)現(xiàn)鉑殼原子層厚度的精準(zhǔn)調(diào)控。

　　合成機(jī)制上的底層創(chuàng)新，帶來(lái)催化劑制造工藝的跨越式突破，傳統(tǒng)工藝需要數(shù)小時(shí)跨設(shè)備的制備流程，現(xiàn)在可縮短至數(shù)分鐘內(nèi)完成，合成時(shí)間的極致壓縮與能量的精準(zhǔn)匯聚，實(shí)現(xiàn)單位質(zhì)量催化劑合成所需能耗降低90%。

　　此外，新技術(shù)合成催化劑在氫燃料電池中實(shí)現(xiàn)15.2千瓦每克鉑的額定功率，兼具優(yōu)異的耐久性。

　　該論文通信作者、天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授胡文彬表示，該技術(shù)為精細(xì)結(jié)構(gòu)貴金屬催化劑的精準(zhǔn)高效合成提供了新思路，為我國(guó)綠色氫能、能源新材料等戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。新技術(shù)有望拓展應(yīng)用于依賴高性能鉑族催化劑的高端化工、環(huán)境催化、精細(xì)化學(xué)品合成等重要領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)景廣闊。（張建新 栗雅婷）

責(zé)任編輯：許艷