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主要观点总结

加州大学洛杉矶分校的黄昱教授和段镶锋教授合作研究出一种新型燃料电池催化剂，该催化剂由石墨烯纳米袋保护、孔隙限制和电化学可接触的铂（Pt）纳米催化剂组成。这种催化剂在重型车辆应用中具有极高的耐久性和效率，预计燃料电池的使用寿命可长达20万小时以上，并且峰值效率达到71.9%。这项研究对于推动质子交换膜燃料电池（PEMFC）在重型商用车（HDV）上的商业化应用具有重要意义。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

随着清洁能源需求的增加，PEMFC在HDV上的应用受到关注。然而，HDV的特殊使用条件对PEMFC提出了更高的耐久性和效率要求。美国能源部为此设定了更高的目标，HDV的燃料电池使用寿命需达到30,000小时，效率目标提高至72%。

关键观点2: 研究成果

黄昱教授课题组报道了一种新型的燃料电池催化剂设计，该催化剂由石墨烯纳米袋保护、孔隙限制和电化学可接触的铂（Pt）纳米催化剂组成。这种催化剂在重型车辆应用中具有出色的性能，显示出非常长的耐久性，额定功率损失仅为1.1%。在整个操作条件下，催化剂表现出的卓越活性和耐久性预示着其可实现超过20万小时的前所未有的长使用寿命，并且在峰值效率方面达到71.9%。

关键观点3: 催化剂性能

Pt@Gnp/KB催化剂采用浸渍法制备，Pt纳米颗粒均匀且密集地分散在碳载体中。该催化剂在H2/O2测试中表现出优异的MA，经过90,000次AST周期后，MA保持率高达87.8%，显著高于商业催化剂。此外，该催化剂在低湿度下的耐久性表现也很好，额定功率损失仅为0.2%。

关键观点4: 耐用性的起源

Pt@Gnp/KB催化剂的耐用性得益于其石墨烯纳米孔的保护作用，有效减缓了颗粒生长、聚集和中毒效应。HR-STEM和EELS映射显示，催化剂中的石墨烯保护层完好无损。此外，Pt@Gnp/KB催化剂的Pt溶解度也显著较低，溶解比例为6.4±1.3%，远低于商业催化剂。

关键观点5: 研究展望

这项研究对于推动PEMFC在重型商用车上的商业化应用具有重要意义。作者预计的燃料电池使用寿命突破20万小时，是DOE 2050年HDV目标的七倍以上。此外，石墨烯保护层的设计思路有望为其他类型的催化剂提供新的研究方向。

文章预览

燃料电池应用寿命长达20万小时 加州大学洛杉矶分校（UCLA）的 黄昱教授与段镶锋教授 堪称学术界令人称羡的"科研伉俪"。作为各自领域的顶尖科学家，他们不仅在专业领域各有所长，更通过跨学科合作取得了一系列突破性成果。两位教授在其交叉研究领域共同发表了多篇高水平论文，其中包括Nature正刊及其子刊等重要期刊，展现了卓越的科研实力与默契的学术合作。今日，他们合作的论文再次发表在 《Nature Nanotechnology》 上，下面，就让小编带大家一起拜读一下这篇最新研究论文 黄昱教授与段镶锋教授 石墨烯纳米孔保护的Pt催化剂助力重型燃料电池应用长寿命长达20万小时！ 随着清洁能源需求的增加，质子交换膜燃料电池（PEMFC）逐渐受到关注，尤其是在中型和重型商用车（HDV）上的应用。相比轻型车（LDV），PEMFC在HDV上的优势在于扩展性更强且 ………………………………