题 目：高有序度金属间化合物纳米晶的普适性合成与燃料电池应用

报告人：胡劲松　研究员

单 位：中国科学院化学研究所

时 间：2026/10/25　13:35

地 点：嘉锡楼三层305报告厅

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

附简介：

报告摘要：原子结构有序的金属间化合物纳米晶在电催化、热催化和光催化等诸多催化领域具有广阔的应用前景，但其实际应用需同时满足小尺寸、高有序度、高负载密度、颗粒与组分分布均一、载体适配性好等多重结构特性要求，而在传统合成方法中上述关键参数往往相互制约，难以兼顾。对于质子交换膜燃料电池而言，相较于传统无序固溶体合金，高度有序的铂基金属间化合物在催化活性和耐久性上展现出独特优势。 本报告将着重介绍我们最近发展的一种不依赖载体、基于嵌段共聚物胶束界面限域的定制化合成新策略，通过对胶束化过程中金属前驱体的精准富集和高温热解过程中的持续限域保护作用，实现了兼具小尺寸(3~5 nm)、高有序度(80~97 %)、高负载密度(铂含量可达77 wt%)、组分均匀性高，并且金属组分与载体种类可灵活调控的铂基金属间化合物的普适性合成。基于该策略制备的Pt3Co金属间化合物纳米晶催化剂在轻型乘用车和重载车应用中均展现出优异的燃料电池性能。其中，在模拟重载车运行条件加速老化测试9万圈后，比功率密度保持率高达98.4%，燃料电池预测寿命超过24万小时。上述研究成果有望推进燃料电池在重载卡车等高功率输出和长寿命需求场景中的商业化进程，也为高性能金属间化合物纳米晶在电/热/光催化等更广泛领域的应用提供了新思路。 个人简介：胡劲松,中国科学院化学所二级研究员，中国科学院大学岗位教授。主要从事氢能电催化材料与器件的研究。主持承担国家重点研发计划“氢能技术”重点专项、基金委国家杰出青年基金、重点基金与国际(地区)合作基金等。发表论文300余篇，引用4.5万余次，H因子104。曾获中国化学会“利华益”化学创新奖、中国化学会青年化学奖、中国电化学会青年奖等，并多次入选科睿唯安全球高被引科学家。兼任Natl. Sci. Rev.编辑工作组成员；Springer期刊Catal的创刊主编；催化学报、物理化学学报等杂志编委。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

题 目：PEM 电解水阳极低铱催化剂研究

报告人：邹晓新　教授

单 位：吉林大学

时 间：2026/10/25　14:25

地 点：嘉锡楼三层305报告厅

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

附简介：

报告摘要：质子交换膜（PEM）电解水具有电流密度高、动态响应快和产氢纯度高等优势，是可再生能源制绿氢的重要技术。然而，阳极析氧反应动力学缓慢，且长期处于强酸、高电位环境，通常依赖高负载铱基催化剂，铱资源稀缺及成本高昂已成为制约其规模化应用的关键因素。本研究面向PEM电解水阳极低铱化需求，以达到我国科技部、美国能源部（DOE）PEM水电解技术目标为导向，通过活性位点调控、载体构筑及界面电子结构优化等策略，提高铱的利用效率和本征析氧活性，并增强催化剂在高电流密度及长期运行条件下的电化学与结构稳定性。研究旨在实现催化活性、耐久性与低铱用量之间的协同优化，为提升关键材料自主化水平及推动低成本绿氢制备提供理论与实验基础。 个人简介：邹晓新，吉林大学无机合成与制备化学全国重点实验室教授，化学学院无机化学系主任，国家科技创新领军人才（2022年），国家优秀青年科学基金获得者（2019年），国家级青年拔尖人才（2019年），中国化学会青年人才托举工程（2016年）。主要从事无机氢能源材料结构化学、合成化学、计算化学与催化化学的结合研究，旨在揭示催化剂设计与性能的晶体/电子结构基础，发现新型催化材料，发展催化材料的批量化制备技术，并致力于将基础研究成果产业化。已完成部分PEM电解水催化剂产业化落地；已在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Adv. Mater.等期刊上发表SCI论文100余篇，总引用20000余次。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

题 目：以水抗毒： PEMFC阳极燃料多源化研究

报告人：葛君杰　教授

单 位：中国科学技术大学

时 间：2026/10/25　15:15

地 点：嘉锡楼三层305报告厅

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

附简介：

报告摘要：PEMFC阳极H2电氧化速率极快，仅需少量Pt实现电催化氧化。然而Pt对众多物种，特别是氢气中常有的痕量CO，吸附极强且特别易中毒。因而，目前的PEMFC体系无法使用价格低廉的重整氢（15元/kg），必须用纯氢做燃料（60元/kg），这导致PEMFC燃料成本过高，市场竞争力差。我们首次开展了替代Pt的全新阳极原子级分散催化研究，实现了M-N-C催化剂的CO低电位氧化、H2氧化、及H2+CO共催化：首次实现基于PEMFC技术的CO+ H2混合气中CO选择性氧化去除。发现了Rh-N-C新型阳极催化剂，以其为阳极时，CO不仅不毒化PEMFC，反而成为了易氧化的燃料。 CO在0V即开始转化为CO2, 且能仅使用CO驱动PEMFC放电；为实现PEMFC阳极对粗氢的直接利用，我们对单原子位点的CO与H2吸附催化性质进行了理性设计调控，开发了低电位下既能进行高效H2氧化，又能氧化CO的IrRu-N-C双原子位点催化剂。在H2+CO混合气，电池可以在10-1000 ppm CO存在的条件下有效工作，质量活性高达目前最好的商业PtRu/C催化剂的18倍。更重要的是，该催化体系前所未有地实现了燃料气体在H2和H2+CO混合气间的自由切换，不发生中毒延迟。对上述反应机制进行剖析，发现水活化在燃料电池阳极的抗毒研究中起到至关重要的作用。 个人简介：葛君杰，教授，博士生导师，教育部青年学者，英国皇家化学会会士，中国科学院高层次人才计划研究员。研究兴趣为氢能源与燃料电池，主持国家重点研发计划青年项目、国家自然科学基金联合基金重点项目等。近年成果发表在Chem. Soc. Rev., PNAS，J. Am. Chem. Soc.， Joule， Nature Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Energy. Environ. Sci.等。获省部级奖励两次，20多次受邀参加国内外学术会议做主题/邀请报告或担任分会主席等。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

题 目：强耦合多相氢能催化材料

报告人：孙文平　教授

单 位：浙江大学

时 间：2026/10/25　16:10

地 点：嘉锡楼三层305报告厅

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

附简介：

报告摘要：发展低成本、高性能的金属基催化材料是实现高效电-氢转换和相关器件产业化应用的关键。我们提出了构建强耦合多相多金属位点界面实现催化性能突破的研究思路。创制了一系列面向氢能应用的兼具高活性和高耐久性的金属催化材料体系，实现了电解水制氢和氢燃料电池性能的大幅提升。界面处多催化位点协同不仅有助于打破吸附能线性标度关系，而且解决了反应中间物竞争吸附难题。团簇尺度的强耦合多相结构可以同时深度调控催化位点的局域结构，显著提升高活性界面密度和稳定性，进一步强化多位点协同催化。同时，发展了低温调变界面结构的新策略，实现了界面结构的原子尺度构筑与调控。 个人简介：孙文平，浙江大学求是教授，国家青年科学基金项目A类(原国家杰青)获得者。分别于2008年和2013年在中国科学技术大学材料系获学士和博士学位，2013-2016年在南洋理工大学和伍伦贡大学从事博士后研究工作，2016年在伍伦贡大学开展独立科研工作，2020年入职浙江大学材料学院。长期从事电化学能源材料与器件（氢能、电池）、金属催化材料、电催化与电合成等应用基础研究，已在Nat. Catal.、Adv. Mater.等期刊以通讯/共同通讯作者发表论文100余篇，所有论文累计被引3万余次。担任Elsevier期刊Materials Science and Engineering B (MSEB)主编(Editor-in-Chief)和Electrochemistry Communications共同主编(Co-Editor-in-Chief)。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

题 目：质子交换膜电解水催化剂设计与界面水研究

报告人：彭生杰　教授

单 位：东南大学

时 间：2026/10/25　17:00

地 点：嘉锡楼三层305报告厅

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

附简介：

报告摘要：在能源电催化中，质子交换膜电解水（PEMWE）阳极主要依赖Ir基贵金属催化剂，因此开发非贵金属催化剂对降低成本与规模化应用至关重要。然而，非贵金属体系在强酸条件下稳定性不足，是其规模化应用的核心瓶颈。现有研究多侧重调控金属-氧键共价性及局域电子结构以抑制溶解腐蚀，而界面水环境的作用长期缺乏系统关注。事实上，界面水分子的吸附方式、结构演化及其与活性位点的相互作用，直接影响催化剂的结构稳定性与反应机制。围绕这一关键科学问题，研究工作系统揭示了界面水对低载量贵金属和非贵金属催化剂稳定性与反应路径的关键影响：一方面，通过调控催化剂表面界面特性实现对界面水行为的定向调节，抑制结构退化并提升酸性条件下的运行稳定性；另一方面，面向晶格氧参与反应可能带来的稳定性约束，提出并验证了基于界面水调控的反应路径优化思路，在兼顾催化活性的同时改善结构稳定性。总体而言，上述研究从界面水这一长期被忽视的关键因素出发，建立了界面水环境与催化稳定性及反应机制之间的内在联系。 个人简介：彭生杰，东南大学教授，博士生导师，国家自然科学基金青年项目A类（原基金委杰青项目）获得者，英国皇家化学会会士，入选国家青年人才计划、江苏省教授，江苏省杰出青年基金、国家自然科学基金重大项目培育计划和面上项目等10余项项目。一直从事微纳米材料的设计合成及其表界面电催化与储能研究，以通讯作者在Nat. Catal., J. Am. Chem. Soc., Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed.和Adv. Mater. 等发表 SCI 论文200余篇，被引用约22000次，H-index 82，出版学术专著5部，获授权专利10项。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

题 目：非贵氧还原催化剂性能调控

报告人：田新龙　教授

单 位：海南大学

时 间：2026/10/25　17:50

地 点：嘉锡楼三层305报告厅

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

附简介：

报告摘要：非贵金属催化剂是PEMFC降本的重要方向，Fe-N-C是最具潜力的体系之一。但强酸、高电位工况下寿命不足，是其走向应用的核心瓶颈。针对活性位点构型如何定向构筑催化剂；服役过程中位点演变与失效规律如何定量识别；位点稳定性差异的本质与可外推的设计原则等问题，开展了一些研究。 个人简介：田新龙，教授、海南大学研究生院副院长（主持工作）；从事海水制氢、海水电池和海水资源提取研究，以第一或通讯作者在Science等期刊发表论文150余篇；主持国家级项目6项，授权国家发明专利30余项；担任第十四届全国青联常委、第八届海南省青联副主席；获中国电化学青年奖、侯德榜化工科学技术青年奖、海南省自然科学一等奖、《麻省理工科技评论》亚太区TR35、海南青年五四奖章等荣誉，入选2025年度科睿唯安交叉领域“全球高被引科学家”。