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2025-09-29 0
中国破局！铁基催化剂攻克燃料电池贵金属“卡脖子”难题
今日新闻
2025年09月29日 12:12 1
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深圳大学王丹教授带队的团队，花了8年时间搞出个大动静，他们开发出一种“外护内催”的铁单原子催化剂，专门解决燃料电池依赖贵金属的老难题，这成果还登上了《自然》杂志。
说实话，现在新能源领域卷得厉害，燃料电池明明在汽车、航空这些领域前景不小，却一直被铂族金属卡着脖子，这事儿业内人都头疼。
王丹团队这催化剂，性能是真能打，在氢气-空气的条件下，峰值功率密度能到0.75瓦/平方厘米，连续跑300小时还能保持八成多的初始性能。
本来想简单说“性能不错”，但后来发现跟其他非贵金属催化剂比，这综合水平确实是顶流。
要知道，以前燃料电池里的铂催化剂，不仅储量少，价格还贵得吓人，全球铂储量也就7万吨左右，大部分还在南非，2024年一盎司就超2500美元，这成本直接把产业化拦住了。
而这铁基催化剂一出来，按中国氢能联盟的数据，单电池成本能降不少，对整个行业来说，相当于打开了一扇新门。
铁基催化剂为啥能破局？“外护内催”是关键
聊完性能，咱得说说这催化剂为啥这么牛，核心还得看王丹团队的“巧心思”，这背后其实是他们对一种叫HoMS的中空多壳层结构，整整20年的研究。
王丹2004年从日本京都大学回国后，就盯上了这个当时不算热门的方向，现在看来，这份坚持太值了。
这种HoMS结构有点像咱中国传统的“鬼工球”，一层套一层还都镂空，特别精巧。
传统催化剂一直有个难题，活性和稳定性没法兼顾，业内叫“火山图”平衡，简单说就是要么吸附好但脱附难，要么反过来。
王丹团队就靠HoMS结构破了这局，他们把铁单原子精准嵌在内层曲面上，外层当“保镖”挡自由基，内层负责催化，既能激活氧分子，又能让反应产物顺利离开。
你说这设计，是不是把“精细”俩字做到家了？而且这事儿不是靠一个团队闷头干成的。
2021年的时候，王丹在华北五省市化学学术研讨会上，偶遇了北京化工大学的向中华教授，对方正好擅长非贵金属催化剂的器件制备，俩人一聊就对上了眼，合作就这么成了。
后来东南大学王金兰团队帮着做理论计算，香港城市大学刘彬团队负责原位表征，从理论到实验再到器件，一条完整的研究链就搭起来了。
很显然，这种跨学科协作，比单个团队单打独斗效率高多了，科技部之前也说过，新能源领域跨学科项目的成果转化率，比单一学科高不少。
还有个细节挺打动人，团队里的赵亚松副研究员，从2017年读博就开始做这个课题，直到2025年成果发表，整整8年就盯着这一件事。
加上王丹20年深耕一个“冷门”结构，我觉得这就是中国科研能出成果的关键，不追热点，愿意坐冷板凳。
从实验室到产业，这技术能走多远？
现在大家最关心的，肯定是这技术能不能落地，尤其是氢燃料电池汽车。
这铁基催化剂要是能规模化生产，氢燃料电池车的价格肯定能降下来，说不定2027年渗透率就能突破2%，到时候路上的氢能源车可能就多起来了。
而且这技术的价值不止在汽车上，它的设计思路还能用到锂硫电池、氮气还原、人工光合作用这些领域。
打个比方，就像给其他催化领域提供了一个“模板”，以后再遇到类似问题，说不定就能照着这个思路找突破。
说实话，这种能举一反三的技术，才是真的有长远价值，从科研实力的角度看，这事儿也挺提气的。
一开始团队投稿《自然》《科学》还被拒过，但他们没放弃，反而通过扩大合作、完善实验，最后拿到了国际认可。
王丹去年全职加入深圳大学，也是看中了深圳在产业转化上的优势，想把实验室里的技术真正用到实际中。
如此看来，中国科研现在已经不是单纯“跟跑”了，从基础研究到产业转化的闭环都能搭起来，这才是真正的“领跑”潜力。
咱再往大了说，全球现在都在搞能源转型，清洁能源是必答题，中国科学家在燃料电池核心技术上的这个突破，不光能帮国内新能源产业发展，也给全球提供了一个“中国方案”。
比如欧美有些团队2024年也搞出了非贵金属催化剂，但稳定时间也就150小时，跟咱们的300小时比还是有差距。
总的来说，王丹团队这铁基催化剂，不光破了燃料电池的贵金属瓶颈，更展现了中国科研的硬实力，20年的基础积累、跨学科的协作能力、从实验室到产业的落地思维，这些加起来才是最宝贵的。
老实讲，以后再聊新能源技术，中国的科研成果肯定会越来越有话语权，而这背后，正是一群像王丹、赵亚松这样愿意沉下心做研究的科学家。
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