Репортаж от Wedoany，Команда профессора Ху Вэньбиня из Тяньцзиньского университета предложила стратегию «мгновенной сборки» и разработала технологию миллисекундных циклических тепловых импульсов, что позволило осуществлять сверхбыстрый синтез и точное регулирование катализаторов с ядро-оболочечной структурой из платиновых металлов, открыв новый путь для атомарно точного получения таких материалов.
Платиновые катализаторы являются ключевыми материалами, поддерживающими современные отрасли энергетики, химической промышленности и охраны окружающей среды. Эффективное создание структур ядро-оболочка из платиновых и неблагородных металлов представляет собой техническое направление, сочетающее высокую каталитическую активность с низким расходом драгоценных металлов. Традиционные методы синтеза основаны на поэтапном превращении нескольких термодинамически равновесных состояний при длительном высокотемпературном воздействии, что приводит к длительным технологическим циклам, высокому энергопотреблению и низкой точности.
Для преодоления этого узкого места Тяньцзиньский университет совместно с партнёрскими группами предложил неравновесную стратегию «мгновенной сборки», используя технологию циклических тепловых импульсов для миллисекундного точного подвода энергии, что позволяет нанокристаллам в неравновесном высокоэнергетическом мгновенном процессе завершить сборку ядро-оболочечной структуры с одновременным контролем толщины атомного слоя платиновой оболочки.
Фундаментальные инновации в механизме синтеза привели к скачкообразному прорыву в производственном процессе. Традиционный процесс, требующий многочасовых операций на нескольких установках, теперь может быть завершён за несколько минут. Сокращение времени синтеза и точная концентрация энергии позволили снизить энергопотребление на синтез катализатора на единицу массы на 90%.
Катализатор, синтезированный по новой технологии, продемонстрировал номинальную мощность 15,2 кВт на грамм платины в водородных топливных элементах, а также обладает отличной долговечностью.
Ху Вэньбинь отметил, что эта технология предлагает новый подход к точному и эффективному синтезу катализаторов из драгоценных металлов с тонкой структурой и может найти применение в таких областях, как высокотехнологичная химическая промышленность, экологический катализ и синтез тонких химических продуктов, которые зависят от высокоэффективных платиновых катализаторов.
