近日，我校材料院青年教師黃華傑在材料學國際著名期刊《ACS Nano》發表了題為“Advancements in Noble Metal-Decorated Porous Carbon Nanoarchitectures: Key Catalysts for Direct Liquid Fuel Cells”的研究成果，系統總結了貴金屬修飾納米多孔碳電催化劑在直接液體燃料電池中的應用。該成果被美國化學學會（ACS）選為ACS Editors' Choice亮點文章（圖1）。

在雙碳目标的指引下，建立可持續的清潔能源生産和消費體系已成為全社會的共識，而實現這一願景的重要途徑之一在于開發以直接液體燃料電池為代表的高效能量轉換系統。電極催化劑是直接液體燃料電池的核心組件，也是決定電池綜合性能的關鍵因素。基于以上背景，本文首先介紹了貴金屬修飾納米多孔碳電催化劑的結構特征、工作機制及設計準則，同時分類闡述了包括模版輔助碳化、水熱/溶劑熱、化學氣相層積、電沉積等各種合成方法的優缺點，詳細梳理了不同制備策略對所獲得的納米多孔碳基電催化劑形貌、組成及結構的影響機理（圖2）。此外，作者重點讨論了貴金屬修飾納米多孔碳電催化劑的孔道構造、顆粒尺寸、原子組成、鍵合方式、電荷傳輸等要素與催化活性、選擇性、抗毒性和穩定性之間的構效關系，系統地歸納了貴金屬納米晶與多孔碳載體的協同催化增效機制。最後，論文還對貴金屬修飾納米多孔碳電催化劑當前所面臨的困難與挑戰，以及未來的發展趨勢進行了總結和展望。

 各種貴金屬修飾納米多孔碳電催化劑的微觀結構示意圖

黃華傑副教授與其指導的碩士生郭相傑為論文的共同第一作者。成果由我校聯合澳大利亞昆士蘭大學、浙江海洋大學、南京郵電大學等高校共同完成。

論文信息：Huang H., Guo X., Zhang C., et al. ACS Nano 2024, 18, 10341−10373.

論文鍊接：https://doi.org/10.1021/acsnano.3c08486