成果信息

米催化颗粒在新兴的能源环境领域有着广泛的应用，最典型的代表有燃料电池的电极材料和汽车尾气处理催化剂。纳米颗粒的催化性能与其组份、尺寸有着密切的关系。本技术替代了昂贵的工业用铂金催化剂，降低成本30%~40%，并取得了商业化的成果。因为这项技术的成功商业化，Nanostellar被世界经济论坛评为2008年度最具有技术创新的公司之一（全球共39家公司入选）。且技术通过对衬底表面进行合理的活化和钝化，以及分子自组装技术从而达到对纳米颗粒在衬底上生长的密度控制，同时利用原子层沉积法的精确控制，使得纳米颗粒尺寸的控制达到亚纳米的精度。传统的合成方法对于纳米颗粒的可控性比较差。通过引入原子层沉积法，可以使纳米颗粒大小的控制达到亚纳米的精度；而通过引入不同的金属原子层沉积的前驱体，根据生长速率和循环周期的选择和优化，我们可以精确地控制纳米颗粒的组分；同时，由于纳米颗粒是直接在衬底上合成的，这样就可以大大提高其与衬底间的粘合性和导通性，也将提高最终产品的性能。研究显示，通过原子层级的控制，可以将其催化剂效率提高数十倍。而本技术结合计算机辅助设计与优化来指导材料的制备、表征，通过材料的计算机模拟，从微观机理上更好地理解催化反应进行，缩短产品开发的周期，降低成本。 )

背景介绍

负载型贵金属催化剂在一些重要的化工过程中表现出优异的催化性能，广泛地应用于众多的工业过程，例如 PTA 加氢中的 Pd/C 催化剂、燃料电池中 Pt/C 催化剂、汽车尾气净化中的 Pt 基多金属催化剂等。由于贵金属储量有限、价格昂贵，而且在反应过程中不可避免出现催化剂的流失，因此在这些重要的工业催化过程中实现贵金属的替代成为多相催化研究的一个重大课题。这对催化基础理论的发展和催化的实践也具有重要意义。经过多年的努力，在某些催化过程中实现贵金属替代已经成为可能，但是在诸如燃料电池、汽车尾气净化等重要催化过程中被广泛使用的铂基催化剂仍难以被有效替代，实现铂的高效利用从而减少铂的用量仍然是人们研究的一个热点。)

应用前景

此技术首先运用于优化燃料电池的电极材料，然后拓展到其他的纳米、催化领域，市场发展空间广阔。)