以燃料电池为代表的氢能电化学技术是实现碳中和的重要途径。武汉大学化学与分子科学学院肖丽/庄林团队在碱性聚电解质燃料电池（APEFC）领域的研究持续取得突破，关于氢氧化反应（HOR）高性能镍阳极的研究进展近日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）。

HOR的催化剂一直以来都依赖贵金属铂。碱性体系中金属镍具有一定的活性，但表面极易氧化钝化。肖丽/庄林团队的硕士研究生高云飞发现如果在镍纳米催化剂表面包覆薄层氮杂碳，可显著提高抗氧化性，且促进其HOR催化活性，尤其当使用含CO的氢气时，这种新型镍电极表现出高于铂电极的活性和稳定性。随后，早年毕业于庄林课题组到美国康奈尔大学攻读博士学位的杨尧采用高分辨电子显微分析和同步辐射X射线光谱对这种镍表面的特性和催化机理进行了深入剖析。高云飞以该镍阳极和锰钴阴极实现了峰值功率密度超过200 mW/cm²的APEFC，这是目前使用全非贵金属催化剂低温燃料电池的最高性能报道。

近20年来，庄林研究团队一直致力于基于碱性聚电解质的电化学能量/物质转化研究（http://zhuang.whu.edu.cn），包括燃料电池、水电解和CO₂电解转化。目前同时承担了科技部重点研发计划项目、基金委重大项目和重大研究计划集成项目。研究进展多次发表在高水平学术期刊，关键材料获自主知识产权并实现商品化生产。这是该研究团队第二次在PNAS发表APEFC研究论文。

全文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2119883119