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9月8日，記者從山西大學獲悉，該校化學化工學院李亞偉教授研究團隊在復雜納米結構電催化劑穩定性研究方面取得重要進展，相關成果發表于化學領域國際頂級期刊《Journal of the American Chemical Society》（簡稱JACS）。

電化學能源轉換技術（如電解槽、燃料電池）是實現碳中和目標的關鍵手段，但其廣泛應用仍受限于貴金屬鉑（Pt）基催化劑的高成本和結構不穩定性。復雜納米結構催化劑（NACs）雖具高活性，但在室溫電位循環中出現快速粗粒化（ECSA損失達8%-40%），傳統熱擴散機制無法解釋這一現象。針對此問題，李亞偉教授研究團隊通過結合原位實驗與原子尺度模擬，以摻雜Ir（低表面遷移率）或Au（高還原電位）的納米多孔NiPt為模型，首次揭示電化學粗粒化由溶解/再沉積（氧化溶解的Pt在還原時局部再沉積）和表面擴散（欠配位原子遷移）雙機制協同驅動。同時，研究發現在靜態電解質中，Ir摻雜通過釘扎臺階邊緣抑制表面擴散，使ECSA損失降低了80%；而Au摻雜通過提高Pt的“貴金屬性”，將溶解率減少40%，原位ICP-MS驗證了Au使Pt溶解起始電位正移，經10,000次循環測試，靜態下摻雜Au的催化劑ECSA保留率＞80%。

該研究成果首次解耦電化學粗粒化的原子機制，為設計高穩定性催化劑提供新思路。同時提出摻雜策略，為電催化納米結構的形態穩定性提供了原子級設計準則，對下一代能源器件開發具有普適意義。

據介紹，該項研究得到國家自然科學基金委、山西省科技廳等部門的項目支持。李亞偉教授為該論文第一作者，山西大學為該論文第一單位，美國約翰霍普金斯大學、美國德雷克塞爾大學、美國阿貢國家實驗室與廈門大學為該論文合作單位。