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【瞧!我们的前沿科技】
光明日报天津7月12日电(记者吕慎、王艺钊、朱斌)近日,天津大学胡文彬教授团队首创瞬态组装策略,利用毫秒级周期热脉冲技术,成功实现了铂族金属核壳结构催化剂的超快合成与原子级精准调控,为贵金属催化剂的高效制备开辟了全新路径。
铂族金属是绿色氢能、化工合成、环境治理等战略产业不可或缺的关键催化材料,但价格昂贵。科学界一直尝试用廉价金属做“核”、铂金做“壳”,构建核壳结构以节省铂用量并激发高活性。然而,传统工艺需要数小时高温让原子慢慢迁移到位,不仅耗时长、耗能高,铂壳厚度还常常“厚薄不均”——太厚浪费铂、太薄活性差,成为行业长期瓶颈。
胡文彬团队与合作者另辟蹊径,提出非平衡瞬态组装思路。他们开发的周期热脉冲技术,能在毫秒级时间内精准供给能量,迫使纳米晶在高能瞬态演变中完成核壳结构组装,并同步实现对铂壳原子层数的精确锁定。该技术将传统数小时的制备流程压缩至数分钟,且铂壳厚度被稳定控制在最优的三原子层,几何与电子效应达到最佳匹配,催化活性得以充分释放。
实验数据表明,新方法合成单位质量催化剂的能耗较传统工艺降低90%。在氢燃料电池实测中,该催化剂助力器件额定功率达到15.2千瓦/克铂,并展现出优异的耐久性。胡文彬表示,瞬态组装策略为精细结构贵金属催化剂的高效制备提供了全新范式,有望推动氢能、高端化工、环境催化及医药合成等领域的发展。
据悉,该技术凭借合成效率、精度、性能与绿色低碳等方面的综合优势,已引起国内外相关产业界高度关注,应用前景广阔。
《光明日报》(2026年07月13日 08版)
