毫秒级热脉冲：天津大学实现铂壳催化剂原子级精准合成

铂族金属是支撑现代能源、化工、环境等产业的关键催化材料。高效精准地构建铂族与非贵金属核壳结构，是兼顾高催化活性与低贵金属用量的关键技术。然而，传统合成技术依赖长时高温条件下多个热力学平衡态的逐步转化，工艺复杂、能耗高但精度低。

图1：传统热力学平衡合成与瞬态组装策略对比

胡文彬团队与合作者另辟蹊径，提出非平衡瞬态组装思路。他们开发的周期热脉冲技术，能在毫秒级时间内精准供给能量，迫使纳米晶在高能瞬态演变中完成核壳结构组装，并同步实现对铂壳原子层数的精确锁定。

实验数据表明，新方法合成单位质量催化剂的能耗较传统工艺降低90%。在氢燃料电池实测中，该催化剂助力器件额定功率达到15.2千瓦/克铂，并展现出优异的耐久性。该技术将传统数小时的制备流程压缩至数分钟，且铂壳厚度被稳定控制在最优的三原子层，几何与电子效应达到最佳匹配，催化活性得以充分释放。

图2：核壳催化剂结构示意与关键性能指标

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