中科院成功研究製備石墨炔（quē）基高效燃料電池陰極催化劑

   針對以上問題，在中國（guó）科學院院士李玉良的指導下，中國科學院科學家團隊——青島（dǎo）生物能源（yuán）與過程研究（jiū）所（suǒ）研究員黃長水帶領碳基材料與能源應用研究組設計了一種（zhǒng）苯環中部分碳原子與氫相連的新型石墨炔基碳材（cái）料（HsGDY）催化劑。該材料的設計和實現是在研究組前期成功合成與應用大量石墨炔基（jī）材料的基礎上完成的。相關成果已發表（biǎo）於國際（jì）期刊《自然-通訊》（Nature Communications，2018, 9, 3376），並被選為Highlight工作。

   得益於（yú）HsGDY的獨特結（jié）構，在對其進行後處理（lǐ）過程中，碳（tàn）基材料與能源應用研究組準確控製了氮（dàn）的摻入類型，選擇性摻入對燃料（liào）電池陰極電催化最有效的吡啶氮原子，從而實現（xiàn）了優異的催化性能。同時，HsGDY具有六邊形的大孔，其（qí）分子孔徑達1.63 nm，有利於催化反應過程中反應（yīng）物和產物（wù）的傳質。通過電化（huà）學測試發現，吡啶氮摻雜的HsGDY在（zài）堿性條件下表現出了優於商業（yè）碳載鉑催化劑（jì）的超高活性。其在0.85 V電位下的電流密度為商業碳載鉑催化（huà）劑的1.6倍，同時具有比碳載鉑更好的穩（wěn）定（dìng）性和抗甲醇中毒能力。吡啶氮摻雜的HsGDY作為新型燃料電池（chí）陰極催化劑替代傳統鉑基催化劑，展現（xiàn）了巨大的潛力。這種通過碳（tàn）材料結構設計，實（shí）現異原子的準確摻雜的方法，也為製備其他摻雜型納米材料提供了（le）新的（de）思路。

   該研究（jiū）得到國家自然科學基金、中科院前沿重點項目、山東省（shěng）自然科學基金的支持。

圖：吡啶氮摻雜（zá）的（de）石墨炔材料的電（diàn）化學性（xìng）能與反應過程