青島能源所成功製備高效燃料電池陰極催化劑

10月3日ri，記ji者zhe從cong中zhong科ke院yuan青qing島dao生sheng物wu能neng源yuan與yu過guo程cheng研yan究jiu所suo獲huo悉xi
，該gai所suo黃huang長chang水shui研yan究jiu員yuan帶dai領ling碳tan基ji材cai料liao與yu能neng源yuan應ying用yong研yan究jiu組zu，設she計ji了le一yi種zhong苯ben環huan中zhong部bu分fen碳tan原yuan子zi與yu氫qing相xiang連lian的de新xin型xing石shi墨mo炔que基ji碳tan材cai料liao催cui化hua劑ji，可ke以yi作zuo為wei一yi種zhong性xing能neng優you異yi、價格低廉
、儲量豐富的新型陰極催化劑
，替代價格昂貴的傳統鉑基催化劑，具有巨大的潛力。

麵(mian)臨(lin)環(huan)境(jing)和(he)能(neng)源(yuan)方(fang)麵(mian)的(de)種(zhong)種(zhong)問(wen)題(ti)，新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)產(chan)業(ye)獲(huo)得(de)了(le)蓬(peng)勃(bo)發(fa)展(zhan)。電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)有(you)別(bie)於(yu)傳(chuan)統(tong)汽(qi)車(che)的(de)重(zhong)要(yao)組(zu)件(jian)是(shi)其(qi)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)。其(qi)中(zhong)
，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)采(cai)用(yong)氫(qing)氣(qi)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)，產(chan)物(wu)為(wei)水(shui)，是(shi)一(yi)種(zhong)汙(wu)染(ran)少(shao)、能(neng)量(liang)轉(zhuan)化(hua)效(xiao)率(lv)高(gao)的(de)理(li)想(xiang)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)。然(ran)而(er)，麵(mian)臨(lin)大(da)規(gui)模(mo)商(shang)業(ye)化(hua)
，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)在(zai)成(cheng)本(ben)方(fang)麵(mian)還(hai)具(ju)有(you)較(jiao)大(da)的(de)阻(zu)力(li)，其(qi)主(zhu)要(yao)表(biao)現(xian)在(zai)電(dian)池(chi)陰(yin)極(ji)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)的(de)貴(gui)金(jin)屬(shu)鉑(bo)基(ji)催(cui)化(hua)劑(ji)。鉑(bo)基(ji)材(cai)料(liao)價(jia)格(ge)昂(ang)貴(gui)
，儲(chu)量(liang)有(you)限(xian)，大(da)大(da)阻(zu)礙(ai)了(le)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)可(ke)持(chi)續(xu)性(xing)、大規模應用。因此，迫切需要製備一種性能優異、價格低廉
、儲量豐富的新型陰極催化劑以替代鉑基催化劑。

針zhen對dui上shang述shu問wen題ti，在zai李li玉yu良liang院yuan士shi指zhi導dao下xia
，中zhong國guo科ke學xue院yuan青qing島dao生sheng物wu與yu過guo程cheng能neng源yuan研yan究jiu所suo黃huang長chang水shui研yan究jiu員yuan帶dai領ling碳tan基ji材cai料liao與yu能neng源yuan應ying用yong研yan究jiu組zu設she計ji了le一yi種zhong苯ben環huan中zhong部bu分fen碳tan原yuan子zi與yu氫qing相xiang連lian的de新xin型xing石shi墨mo炔que基ji碳tan材cai料liao（HsGDY）催化劑。該材料的設計和實現是在研究組前期成功合成與應用大量石墨炔基材料的基礎上完成的。

科研人員介紹，得益於HsGDY的de獨du特te結jie構gou，在zai對dui其qi進jin行xing後hou處chu理li過guo程cheng中zhong，碳tan基ji材cai料liao與yu能neng源yuan應ying用yong研yan究jiu組zu準zhun確que控kong製zhi了le氮dan的de摻chan入ru類lei型xing，選xuan擇ze性xing摻chan入ru對dui燃ran料liao電dian池chi陰yin極ji電dian催cui化hua最zui有you效xiao的de吡bi啶ding氮dan原yuan子zi
，從cong而er實shi現xian了le優you異yi的de催cui化hua性xing能neng。同tong時shi，HsGDY具有六邊形的大孔，其分子孔徑達1.63 nm

，有利於催化反應過程中反應物和產物的傳質。通過電化學測試發現，吡啶氮摻雜的HsGDY在堿性條件下表現出了優於商業碳載鉑催化劑的超高活性，展現了巨大的潛力，也為製備其他摻雜型納米材料提供了新的思路。