近日，由中国科学院大连化学物理研究所张华敏研究员带领的研究团队在质子交换膜燃料电池用非贵金属催化剂氮掺杂纳米碳非贵金属的研究方面取得了重要突破。研究结果发表在《能源》杂志上；环境科学（doi:10.1039/cee01437d），后续研究工作正在进行中。
在本研究中，将吡啶N和石墨N原位引入碳干凝胶中，改变了原始碳原子的电子结构，增加了相邻碳原子的供电能力。活性碳原子可以直接吸附和还原氧分子，对氧还原反应具有高选择性。本研究开发的氮掺杂纳米颗粒仅含有微量过渡金属组分，碳结构中暴露的大量边缘缺陷为催化氧还原反应提供了更多的活性位点，这使得氮掺杂碳基非铂催化剂具有较高的催化活性、稳定性和抗甲醇中性。催化剂在酸性条件下的电化学稳定性优于Pt/C催化剂。在碱性燃料电池系统中，氮掺杂纳米碳催化剂的催化活性与Pt/C相当，其稳定性优于Pt/C催化剂。
研究成果为解决制约质子交换膜燃料电池产业化发展的瓶颈问题，如铂基催化剂成本高、资源匮乏等提供了新思路，对推动碳材料作为新能源催化材料的基础和应用研究具有重要价值。
（编辑/刘文林）近日，中国科学院大连化学物理研究所张华敏研究员带领的研究团队在质子交换膜燃料电池用非贵金属催化剂氮掺杂纳米碳非贵金属的研究方面取得了重要突破。研究结果发表在《能源》杂志上；环境科学（doi:10.1039/cee01437d），后续研究工作正在进行中。
在本研究中，将吡啶N和石墨N原位引入碳干凝胶中，改变了原始碳原子的电子结构，增加了相邻碳原子的供电能力。活性碳原子可以直接吸附和还原氧分子，对氧还原反应具有高选择性。本研究开发的氮掺杂纳米颗粒仅含有微量过渡金属组分，碳结构中暴露的大量边缘缺陷为催化氧还原反应提供了更多的活性位点，这使得氮掺杂碳基非铂催化剂具有较高的催化活性、稳定性和抗甲醇中性。催化剂在酸性条件下的电化学稳定性优于Pt/C催化剂。在碱性燃料电池系统中，氮掺杂纳米碳催化剂的催化活性与Pt/C相当，其稳定性优于Pt/C催化剂。
研究成果为解决制约质子交换膜燃料电池产业化发展的瓶颈问题，如铂基催化剂成本高、资源匮乏等提供了新思路，对推动碳材料作为新能源催化材料的基础和应用研究具有重要价值。
（编辑/刘文林）
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