近日，由中國科學院大連化學物理研究所張華敏研究員帶領的研究團隊在質子交換膜燃料電池用非貴金屬催化劑氮摻雜納米碳非貴金屬的研究方面取得了重要突破。研究結果發表在《能源》雜志上；環境科學（doi:10.1039/cee01437d），后續研究工作正在進行中。
在本研究中，將吡啶N和石墨N原位引入碳干凝膠中，改變了原始碳原子的電子結構，增加了相鄰碳原子的供電能力。活性碳原子可以直接吸附和還原氧分子，對氧還原反應具有高選擇性。本研究開發的氮摻雜納米顆粒僅含有微量過渡金屬組分，碳結構中暴露的大量邊緣缺陷為催化氧還原反應提供了更多的活性位點，這使得氮摻雜碳基非鉑催化劑具有較高的催化活性、穩定性和抗甲醇中性。催化劑在酸性條件下的電化學穩定性優于Pt/C催化劑。在堿性燃料電池系統中，氮摻雜納米碳催化劑的催化活性與Pt/C相當，其穩定性優于Pt/C催化劑。
研究成果為解決制約質子交換膜燃料電池產業化發展的瓶頸問題，如鉑基催化劑成本高、資源匱乏等提供了新思路，對推動碳材料作為新能源催化材料的基礎和應用研究具有重要價值。
（編輯/劉文林）近日，中國科學院大連化學物理研究所張華敏研究員帶領的研究團隊在質子交換膜燃料電池用非貴金屬催化劑氮摻雜納米碳非貴金屬的研究方面取得了重要突破。研究結果發表在《能源》雜志上；環境科學（doi:10.1039/cee01437d），后續研究工作正在進行中。
在本研究中，將吡啶N和石墨N原位引入碳干凝膠中，改變了原始碳原子的電子結構，增加了相鄰碳原子的供電能力。活性碳原子可以直接吸附和還原氧分子，對氧還原反應具有高選擇性。本研究開發的氮摻雜納米顆粒僅含有微量過渡金屬組分，碳結構中暴露的大量邊緣缺陷為催化氧還原反應提供了更多的活性位點，這使得氮摻雜碳基非鉑催化劑具有較高的催化活性、穩定性和抗甲醇中性。催化劑在酸性條件下的電化學穩定性優于Pt/C催化劑。在堿性燃料電池系統中，氮摻雜納米碳催化劑的催化活性與Pt/C相當，其穩定性優于Pt/C催化劑。
研究成果為解決制約質子交換膜燃料電池產業化發展的瓶頸問題，如鉑基催化劑成本高、資源匱乏等提供了新思路，對推動碳材料作為新能源催化材料的基礎和應用研究具有重要價值。
（編輯/劉文林）
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