公示-纳米电催化材料的设计、构筑及活性稳定性调控机理docx

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1、国家自然科学奖项目公示项目名称：纳米电催化材料的设计、构筑及活性稳定性调控机理专家推荐意见专家推荐意见一：孙世刚，厦门大学教授，中国科学院院士，学科专业为物理化学。推荐意见：燃料电池是各国竞相研发的高效、清洁电化学能源，而催化剂是决定燃料电池性能和成本的关键材料。尹鸽平教授团队多年来致力于电催化材料活性与稳定性的影响机制与调控方法等关键科学问题研究，取得如下重要科学发现：1）采用静电自组装首次构筑环绕结构Pt-Au电催化剂，揭示了Pt-Au协同电氧化反应机理。提出构建纳米反应器制备PtAu合金纳米催化剂新方法，解决了传统化学方法难以实现高

2、合金化的难题，电催化活性提高10倍。成果被多个研究组用于多组分催化剂制备及机理分析依据。2）率先开展催化剂碳载体稳定性的系统研究，揭示了载体结构及表面化学状态对其自身及所担载催化剂的稳定作用机制，为催化剂稳定性改善提供了重要理论依据，并引领了国际上对电催化剂稳定性的深入研究。提出介孔金属氧化物修饰碳纳米管载体改善稳定性方法，阐明了其“介孔限域”稳定机理。3）提出催化剂的聚电解质非共价功能化调控新方法，解决了催化剂稳定性与高效担载的突出矛盾，阐明了聚电解质的“静电排斥”和“空间位阻”双效稳定机理，并发明以聚电解质为还原剂高效绿色制备水溶性石

3、墨烯载体材料的新方法。8篇代表性论文中入选ESI高被引论文6篇，热点论文2篇，中国百篇最具影响国际学术论文1篇，SCI他引1675次，国际著名学者给予高度评价。该成果为电催化材料制备与调控特别是稳定性改善提供了新的方法和途径，丰富了电催化材料相关理论，推动了学科发展。推荐该项目为国家自然科学奖二等奖。专家推荐意见二：衣宝廉，中国科学院大连化学物理研究所研究员，中国工程院院士，学科专业为电化学工程。推荐意见：尹鸽平教授团队长期从事燃料电池研究，针对困扰燃料电池的电催化材料成本和稳定性的世界性难题，通过电催化材料设计与制备新方法、碳载体对活性

4、组分稳定性作用规律及相关反应机理和调控机制等的系统研究，取得如下重要科学发现：创建静电自组装构筑Pt-Au环绕结构和纳米反应器制备高合金化PtAu催化材料的新方法，大幅提高了电催化活性，并揭示了Pt-Au协同电氧化机理。所提出的方法已成为普适方法而被国际同行大量用于双金属纳米电催化材料制备，所揭示的机理也被广泛用于指导电催化材料设计和理论分析。率先开展碳载体稳定性系统研究，发现碳载体稳定性与其自身结构及表面化学状态的关联，以及对负载Pt催化材料稳定性的重要影响规律，引领了国际电催化载体材料稳定性的广泛研究。进而发展了碳纳米管载体稳定性的调

5、控方法并阐明了稳定机理。提出聚电解质非共价功能化修饰新方法，既可避免对石墨烯等载体表面结构破坏又可实现催化活性组分高效担载，显著提高了电催化材料稳定性并阐明了其双效稳定机理，丰富了碳基材料表面改性理论。同时，发明水溶性石墨烯载体材料的宏量制备新方法——聚电解质还原法，该方法因其简单、绿色、快速等优点而被不同领域学者广泛采用，推动了石墨烯研究与应用进程。其代表性论文被国内外学者大量正面引用和广泛认可，推动了学科发展，对提高燃料电池寿命和降低电池成本具有重要促进作用。符合自然科学奖授奖条件。推荐该项目为国家自然科学奖二等奖。专家推荐意见三：杨

6、裕生，中国人民解放军防化研究院第一研究所，研究员，中国工程院院士，学科专业为新能源材料及化学电源。推荐意见：尹鸽平教授课题组多年来在燃料电池电催化材料设计制备及调控机理方面深入开展研究，并取得重要突破，为改善燃料电池寿命和降低成本，推进其产业化进程起到了重要作用。他们发现并首次阐明了Pt-Au电催化氧化的协同作用机理，进而提出纳米反应器和静电自组装高效制备新方法，制备出高度合金化和新型环绕结构的PtAu纳米电催化活性组分，显著提高了电催化活性和稳定性，为高性能电催化材料设计奠定理论基础并开辟新思路。率先系统研究了电催化碳载体材料的稳定性，

7、发现其对负载的活性组分Pt稳定性的作用规律和影响机制，并通过对碳纳米管载体材料的表面官能团调控和介孔金属氧化物修饰，显著改善了Pt/CNT的电化学稳定性，阐明了“介孔限域”稳定机理。提出聚电解质非共价功能化调控新方法，发现功能化调控显著提升催化活性的协同作用，揭示了“静电排斥”和“空间位阻”的稳定机理。同时发明聚电解质为还原剂制备水溶性石墨烯载体的新方法。8篇代表性论文SCI他引1675次，6篇进入ESI高被引论文（世界前1%），其中2篇ESI热点论文（世界前0.1%），1篇中国百篇最具影响国际学术论文，受到国际著名学者的高度评价和认可，

8、其成果被不同领域学者大量采用。上述研究工作丰富了电催化材料的相关理论，并为高效电催化能源材料的开发开辟了新途径。其研制的高稳定碳纳米管担载铂基电催化材料的成果转化进展顺利，也表明其具有很好的产