石墨炔基高效燃料電池陰極催化劑

據科技日報報道：mianlinhuanjinghenengyuanfangmiandezhongzhongwenti
，xinnengyuanqichechanyeruheshixianpengbofazhan？diandongqicheyoubieyuchuantongqichedezhongyaozujianshiqidianchixitong。qizhong，ranliaodianchicaiyongqingqizuoweiyuanliao

，chanwuweishui，shiyizhongwuranshao、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)，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)，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。為此，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這zhe些xie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。相關成果已發表於國際著名期刊Nature Communications上
，並被選為Highlight工作。

得益於HsGDYdedutejiegou，zaiduiqijinxinghouchuliguochengzhong，tanjicailiaoyunengyuanyingyongyanjiuzuzhunquekongzhiledandechanruleixing
，xuanzexingchanruduiranliaodianchiyinjidiancuihuazuiyouxiaodebidingdanyuanzi，congershixianleyouyidecuihuaxingneng。tongshi，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。其在0.85 V電位下的電流密度為商業碳載鉑催化劑的1.6倍，同時具有比碳載鉑更好的穩定性和抗甲醇中毒能力。吡啶氮摻雜的HsGDY作zuo為wei新xin型xing燃ran料liao電dian池chi陰yin極ji催cui化hua劑ji替ti代dai傳chuan統tong鉑bo基ji催cui化hua劑ji

，展zhan現xian了le巨ju大da的de潛qian力li。這zhe種zhong通tong過guo碳tan材cai料liao結jie構gou設she計ji，實shi現xian異yi原yuan子zi的de準zhun確que摻chan雜za的de方fang法fa，也ye為wei製zhi備bei其qi他ta摻chan雜za型xing納na米mi材cai料liao提ti供gong了le新xin的de思si路lu。