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以燃料電池為代表的氫能電化學(xué)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要途徑。武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院肖麗/莊林團(tuán)隊(duì)在堿性聚電解質(zhì)燃料電池（APEFC）領(lǐng)域的研究持續(xù)取得突破，關(guān)于氫氧化反應(yīng)（HOR）高性能鎳陽(yáng)極的研究進(jìn)展近日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）。

HOR的催化劑一直以來(lái)都依賴(lài)貴金屬鉑。堿性體系中金屬鎳具有一定的活性，但表面極易氧化鈍化。肖麗/莊林團(tuán)隊(duì)的碩士研究生高云飛發(fā)現(xiàn)如果在鎳納米催化劑表面包覆薄層氮雜碳，可顯著提高抗氧化性，且促進(jìn)其HOR催化活性，尤其當(dāng)使用含CO的氫氣時(shí)，這種新型鎳電極表現(xiàn)出高于鉑電極的活性和穩(wěn)定性。隨后，早年畢業(yè)于莊林課題組到美國(guó)康奈爾大學(xué)攻讀博士學(xué)位的楊堯采用高分辨電子顯微分析和同步輻射X射線光譜對(duì)這種鎳表面的特性和催化機(jī)理進(jìn)行了深入剖析。高云飛以該鎳陽(yáng)極和錳鈷陰極實(shí)現(xiàn)了峰值功率密度超過(guò)200 mW/cm²的APEFC，這是目前使用全非貴金屬催化劑低溫燃料電池的最高性能報(bào)道。

近20年來(lái)，莊林研究團(tuán)隊(duì)一直致力于基于堿性聚電解質(zhì)的電化學(xué)能量/物質(zhì)轉(zhuǎn)化研究（http://zhuang.whu.edu.cn），包括燃料電池、水電解和CO₂電解轉(zhuǎn)化。目前同時(shí)承擔(dān)了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、基金委重大項(xiàng)目和重大研究計(jì)劃集成項(xiàng)目。研究進(jìn)展多次發(fā)表在高水平學(xué)術(shù)期刊，關(guān)鍵材料獲自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)。這是該研究團(tuán)隊(duì)第二次在PNAS發(fā)表APEFC研究論文。

全文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2119883119