制备流程缩短至数分钟：天津大学为铂族催化剂精准制备开辟新路径，成果登《科学》

IT之家 7 月 11 日消息，天津大学宣布，该校研究团队开创性地提出了“瞬态组装”策略，研发出毫秒级周期热脉冲技术，实现铂族金属核壳结构催化剂的超快合成与精准调控，为铂族催化剂的原子级精准制备开辟了全新技术路径。铂族金属是支撑现代能源、化工、环境等产业的关键催化材料。高效精准地构建铂族与非贵金属核壳结构，是兼顾高催化活性与低贵金属用量的关键技术。该结构通过核壳界面原子耦合，诱导精细晶格应变和配体效应，激发铂族金属的超高催化活性。然而，传统合成技术依赖长时高温条件下多个热力学平衡态的逐步转化，工艺复杂、能耗高、精度低，成为铂族金属催化领域关切的热点与技术瓶颈。科研团队经过数年攻关，创新提出非平衡瞬态组装策略，通过周期热脉冲技术实现毫秒级精准供能，驱动纳米晶在非平衡高能瞬态演变中完成核壳结构组装，同步实现铂壳原子层厚度的精准调控。合成机制上的底层创新，带来催化剂制造工艺的跨越式突破：传统工艺需要数小时跨设备的制备流程，可缩短至数分钟内完成；新技术实现三原子层的精准铂壳厚度，获得最优化的几何电子效应和催化活性的充分释放；合成时间的极致压缩与能量的精准汇聚，实现单位质量催化剂合成所需能耗降低 90%。据悉，新技术合成催化剂在氢燃料电池中实现 15.2 千瓦每克铂的额定功率，兼具优异的耐久性。顶级学术期刊《科学》以“精准调控铂壳金属间化合物燃料电池催化剂的瞬态组装”为题在线刊发该研究成果。IT之家附论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeg2036