北京
7月7日，天津大学材料科学与工程学院教授胡文彬（右）与学生在天津大学实验室做实验。新华社发
新华社天津7月10日电（记者张建新、栗雅婷）铂族催化剂是支撑现代能源、化工、环境等产业的核心关键材料。近日，天津大学胡文彬教授团队提出了“瞬态组装”策略，研发出毫秒级周期热脉冲技术，实现了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。
相关成果于北京时间7月10日在线刊发于国际学术期刊《科学》上。
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。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，工艺周期长、能耗高、精度低，成为制约催化剂效能与应用的核心技术“卡口”。
针对这一痛点，天津大学与合作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，现在可缩短至数分钟内完成，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%。
此外，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。
该论文通信作者、天津大学材料科学与工程学院教授胡文彬表示，该技术为精细结构贵金属催化剂的精准高效合成提供了新思路，为中国绿色氢能、能源新材料等战略产业提供强有力的技术支撑。新技术有望拓展应用于依赖高性能铂族催化剂的高端化工、环境催化、精细化学品合成等重要领域，应用场景广阔。
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