復旦大學張波、徐一飛盖疾、段賽狞穗、徐昕合作團隊通過創(chuàng)造性的“熟化誘導嵌入方法”，合成了具有極高催化活性和穩(wěn)定性的銥/鈰嵌入式負載催化劑警沧，在減少貴金屬用量的同時顯著提高了綠色氫氣的生成效率民轴，為綠色氫能的可持續(xù)發(fā)展奠定了新基礎。相關研究成果于2月14日發(fā)表在《科學》上球订。

在綠氫的生產(chǎn)過程中后裸，PEMWE電解水技術是當前最為前沿的技術之一瑰钮。PEMWE依賴于析氧反應催化劑，這一催化過程的效率直接決定了整個電解水反應的能效與經(jīng)濟性微驶。

目前浪谴，銥和其氧化物是唯一可以在PEMWE陽極的強酸性環(huán)境下穩(wěn)定工作的催化劑，但其高昂的成本和稀缺性限制了其大規(guī)模應用因苹。此外苟耻，現(xiàn)有的銥基催化劑因催化活性和穩(wěn)定性有限，尚無法滿足未來綠氫產(chǎn)業(yè)的需求扶檐。

“這是因為現(xiàn)有的催化劑看上去就像我們早餐吃的麻球凶杖，‘麻球’表面的‘芝麻’就是氧化銥，正是這些‘芝麻’在發(fā)揮催化作用款筑。”張波打比方說官卡，但這種結構就導致電解水制氫過程中會產(chǎn)生大量氣泡，不斷沖刷催化劑僚洋，使得“芝麻”易脫落剥乍。

如何才能讓“芝麻”不容易脫落?張波想到了牙齒：“牙齒是種在牙床上的，如果把‘芝麻’一半嵌在麻球里候赏，一半露在外面斧炎，那么氣泡再沖刷，‘芝麻’也不會輕易脫落盯媚。”如此铝寿，就能顯著提升綠氫制備過程中的反應效率和催化活性，同時減少銥的使用量抖唧。

在“麻球”上“種芝麻”的想法提出后陷克，研究團隊通過嚴密的理論計算和先進的電鏡原位觀測，尋找到了能夠讓“麻球”生長的速度和表面“芝麻”生長的速度相匹配的實驗條件瓤鬓，然后利用納米晶體在超聲和加熱作用下發(fā)生自發(fā)長大過程版幕，將銥及其氧化物納米顆粒嵌入在氧化鈰載體中，最終形成了一種穩(wěn)定高效的負載型催化劑四乱。

研究團隊對該催化劑進行了長達6000小時的PEMWE工況測試顯示衔甲，熟化誘導嵌入方法有效防止了銥顆粒的溶解、脫落和團聚宣吱，顯著提高了催化劑在長期運行中的活性和穩(wěn)定性窃这。

據(jù)了解，未來研究團隊將進一步拓展低成本征候、高活性杭攻、高穩(wěn)定性的催化劑材料的研究，為綠色氫氣生產(chǎn)提供更多創(chuàng)新方案疤坝。此外兆解，研究團隊還計劃依托復旦大學孵化的山海氫(上海)新能源科技有限公司垒棋，進一步推廣技術落地產(chǎn)品化。