Nature Catalysis：非金属杂化铂基复杂合金，突破氧还原催化活性-稳定性制衡难题

本文报道了上海交通大学刘韬教授团队联合东南大学、同济大学等团队在氢燃料电池氧还原催化领域的重要突破。研究背景是铂基合金催化剂普遍面临高活性与高稳定性难以兼顾的瓶颈，而轻质非金属元素掺杂虽能改善性能，但局限于单一非金属和简单二元合金，无法充分释放催化潜力。研究目的是创制多元非金属杂化复杂合金，实现催化性能的跨越式提升。针对合成方法苛刻、均相复杂合金难制备的技术难点，团队创新提出温和溶剂热合成策略，通过铂团簇催化3d过渡金属还原、镍/钴离子活化非金属前驱体、精准筛选前驱体并退火优化结构，成功制备出非金属杂化铂基复杂合金。结论表明，该方法适用于多种金属和非金属元素（如氟、氮、硼），实现了从三元到七元合金的可控制备，条件温和（160℃溶剂热、400℃退火）。最优催化剂质量活性达7.8 A/mgPt、比活性12.1 mA/cm²，经30000次循环活性保留率80%-90%；膜电极测试显示额定功率密度1.06 W/cm²，100小时衰减率仅0.0428%/h，显著突破活性-稳定性制衡瓶颈，为低成本、长寿命燃料电池产业化奠定材料基础。