我科研团队开辟催化剂制备新路径 助力国家能源与催化等领域发展

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。