近期，我校材料科學與工程學院楊娟教授團隊科研工作取得新進展，論文先後發表于國際著名期刊Nature Communications和Advanced Functional Materials。

綠氨是一種無碳燃料，相對氫更容易液化、運輸和儲存，産業鍊成熟，且比氫更不易燃，安全性高。綠氨直接供于燃料電池進行發電的産物是水和氮，不會造成碳排放，氫能産業正在向氨方向發展。

楊娟教授、李毅博士，美國佛吉尼亞理工大學辛洪良教授、紐約州立大學布法羅分校武剛教授對直接氨燃料電池陽極氨氧化電催化劑的⏭➰研究成果Interpretable design of Ir-free trimetallic electrocatalysts for ammonia oxidation with graph neutral networks發表在Nature Communications上。

楊娟團隊利用機器學習預測篩選和實驗制備驗證，成功合成Pt3Ru-M (M: Fe, Co或Ni)合金催化劑，其表現出比Pt, Pt3Ir和Pt3Ru更優異的氨氧化催化性能，工作中采用從頭算數據訓練的圖形神經網絡計算方法，結合可解釋的深度學習模型，揭示氨氧化活性的關鍵描述符，即前線軌道的吸附質共振能，提出比傳統d帶中心更優的高性能催化劑設計策略。

直接氨燃料電池陰極發生四電子的氧還原反應，雖動力學比陽極快，但工況下不可避免會遭受由陽極通過陰離子交換膜穿梭到陰極的氨幹擾，因氨氧化和氧還原在相同電位區間内會在催化劑表面同時發生而導緻電流損耗和全器件性能下降。楊娟團隊青年教師孫中體教授和李毅博士、南京大學物理學院王冰教授開展⏭➰，基于原子級分散的M-N-C (M = Fe, Co或Mn)氧還原催化劑，通過系統的實驗和理論研究證明，該類催化劑可在氧還原工況下耐受氨幹擾，而經典的碳負載鉑催化劑則會吸附氨而發生不可逆活性損失。近日，研究成果Ammonia tolerance of atomically dispersed single metal site catalysts: Mechanistic understanding and high-performance oxygen reduction electrocatalysis為題發表在Advanced Functional Materials上。團隊博士研究生武子瑞為該論文的第一作者。

以上探索性工作的開展都有助于推動直接氨燃料電池的發展。研究工作得到了國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、中國博士後科學基金等項目資助。（材料學院）

論文鍊接：

https://www.nature.com/articles/s41467-023-36322-5

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202301084

文章鍊接：

https://www.ujs.edu.cn/info/1062/41259.htm