青年报合肥消息（通讯员桂运安、中青报・中青网记者 王海涵 王磊 ），科技大学的梁海伟教授和该校的林岳博士联手与北京航空航天大学的水江澜教授等人进行科研合作，创新提出了合成高温“硫固体胶”的方法，成功研发出一系列性能卓越的铂基氢燃料电池催化剂。这一重大成果于本月22日发表在国际知名学术期刊《科学》杂志上，对于氢燃料电池的大规模产业化具有深远意义。
氢燃料电池作为一种高效、清洁、无碳排放的发电装置，其核心工作原理在于氢气和空气中的氧气在电池的阳极和阴极发生化学反应。在这个过程中，氢燃料电池的阴极需要使用大量的铂基催化剂来催化氧还原反应。
由于铂是一种贵金属，使得氢燃料电池的制造成本一直居高不下。开发高活性的催化剂以减少铂的使用量，一直是氢燃料电池商业化面临的关键挑战。
梁海伟教授及其团队通过创新的“硫固体胶”合成方法，利用硫原子与铂原子的强相互作用，成功将铂基合金纳米颗粒固定在碳载体上。这一技术有效防止了纳米颗粒在高温下的尺寸变化，成功制备了多达46种的铂基合金燃料电池催化剂。
在庞大的催化剂“家族”中，他们发现铂基合金的催化活性与其表面应力之间存在紧密关联。在较宽的压缩应变范围内，氧还原活性随着压缩应变的增加呈现出持续上升的趋势，这一发现与经典理论预测的“火山关系趋势”有所不同。基于此，他们预测通过调整铂合金催化剂的晶格参数以增加压缩应变，有望进一步提升其催化性能。
经过精心筛选，研究人员从合成的46种催化剂中挑选出数种高活性催化剂，使得氢燃料电池的性能达到了世界领先水平。与商业铂碳催化剂相比，他们所合成的铂镍合金催化剂的活性高出5倍以上。
