記者從西安交通大學(xué)獲悉：該校金明尚教授團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)鄔劍波教授、美國加州大學(xué)河濱分校殷亞東教授課題組密切合作，在催化劑表面應(yīng)變調(diào)控提升鉑催化性能方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果“調(diào)控鉑催化劑表面實(shí)現(xiàn)高效電催化”于10月6日發(fā)表在科學(xué)期刊《自然》上。該研究成果為高效鉑催化劑的設(shè)計(jì)和制備提供了詳細(xì)的理論指導(dǎo)和全新的實(shí)驗(yàn)方法，并有望應(yīng)用于燃料電池、電解水產(chǎn)氫產(chǎn)氧等領(lǐng)域，助力國家能源戰(zhàn)略。

鉑催化劑是目前能源領(lǐng)域最重要的一類催化劑，已被廣泛應(yīng)用于燃料電池、水分解制氫等可持續(xù)能源系統(tǒng)中。應(yīng)變調(diào)節(jié)能控制鉑原子間的距離，從而靈敏地改變其電子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而獲得高效鉑催化劑。目前，催化劑表面應(yīng)變調(diào)節(jié)主要依賴于鉑在另一種材料表面的沉積，難以實(shí)現(xiàn)應(yīng)變的精準(zhǔn)、連續(xù)調(diào)節(jié)。如何實(shí)現(xiàn)鉑催化劑表面應(yīng)變的精準(zhǔn)、連續(xù)調(diào)節(jié)是催化領(lǐng)域亟待解決的挑戰(zhàn)性難題。金明尚教授研究團(tuán)隊(duì)在長期研究的基礎(chǔ)上，提出了一種全新的應(yīng)變調(diào)節(jié)方法，實(shí)現(xiàn)了鉑晶格伸縮程度的精準(zhǔn)調(diào)控，得到在-5.1%到5.9%范圍連續(xù)可調(diào)的晶格應(yīng)變，并使得鉑催化劑在甲醇電催化氧化和析氫反應(yīng)中的活性分別提升2.5倍和1.5倍以上。該方法可應(yīng)用于不同表面結(jié)構(gòu)的鉑催化劑表面應(yīng)變的調(diào)節(jié)，甚至有望進(jìn)一步拓展至其他材料。該成果不僅從根本上探索了應(yīng)變?nèi)绾斡绊戙K電催化，還為制造用于可再生能源轉(zhuǎn)換反應(yīng)的高性能鉑催化劑提供了一條重要途徑。

該成果以西安交通大學(xué)為第一單位和通信單位，研究工作得到國家自然科學(xué)基金“能源有序轉(zhuǎn)化”基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、多相流國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題以及開放課題等項(xiàng)目的資助和支持。