日前，中科大曾杰教授课题组与美国阿克伦大学彭振猛教授、上海应用物理研究所司锐教授合作，研制出一种新型质子交换膜燃料电池阴极催化剂——铂超细纳米线催化剂。这种催化剂在燃料电池阴极氧化还原反应中表现出高活性和高稳定性，不仅填补国内空白，大幅节省贵金属铂的用量，而且推动了该清洁能源转换技术的商业化应用进程。
质子交换膜燃料电池如氢燃料电池，被认为是在汽车动力电池和移动供电电源领域具有广阔前景的清洁能源转换技术。然而，其阴极氧化还原反应由于动力学缓慢，需要大量贵金属铂作为催化剂，增加了相关部件的制造成本，从而限制了该技术的商业化进程。
在过去的铂基催化剂研制中，很难同时兼具高质量活性和优良的稳定性。针对这一难题，研究人员借助于原子级别精细合成技术，一方面通过提高铂基催化剂中的铂原子分散度来实现高质量活性，另一方面通过调节铂基催化剂的维度以及引入铑原子来增强铂基催化剂稳定性，设计并合成出一种铑原子掺杂的铂超细纳米线催化剂，其直径仅有1.3纳米，铂原子利用率却高达48.6%。
研究结果表明，这种新型催化剂质量活性和比活性分别达到商用铂碳催化剂的7.8倍和5.4倍。目前，商用铂碳催化剂在氧气气氛下循环使用1万次后，质量活性性能损失高达72.3%，而该催化剂循环使用1万次后，只损失了9.2%的质量活性，表明这种新型催化剂比商用铂碳催化剂具有更加明显的技术优势。该成果发表在最新一期著名期刊《美国化学会志》杂志上。（桂运安）
