开云APP 开云官网入口开云APP 开云官网入口燃料电池因其高效率、低污染及适用燃料（如氢、碳氢化合物等）范围广等优点而成为当今世界能源领域的开发热点。

　　有鉴于此，作为基础研究类别，该项目依托“固体氧化物燃料电池阳极材料积碳和硫中毒机理与改性的理论研究

　　（11174070）”等国家基金项目，主要围绕新型燃料电池电极材料的性能提升、成本降低和设计研发开展系统研究。

　　研究内容：主要从原子与电子结构层次上通过引入多种掺杂改性和官能团修饰等手段来调控电极关键材料原子和电子结构及其宏观性能等，为新型电极材料的设计和研发提供有力技术支撑。

　　通过金属非金属掺杂调制石墨烯等纳米材料的电子结构，总结其规律，揭示阴极材料微观电子结构与氧还原（ORR）宏观活性之间的构效关系。

　　通过研究CO在石墨烯、BN等多种二维材料负载的单原子催化剂的上的氧化机理研究，揭示二维材料负载的单原子阴极材料的优先氧化CO、抗CO中毒机理。

　　结合蒙特卡洛方法和第一性原理方法构建最优化的氧化物电极材料三相界面构型，从原子和电子层面研究其微观结构，进一步研究含硫小分子（如H2S，HS，S，SO2以及含碳小分子等）在三相界面处的吸附反应及其动力学过程，研究了硫中毒和积碳现象，探究了原子层次的合金化对三相界面抗毒宏观特性提升的规律和机理。

　　（1）采用第一性原理方法结合从头算分子动力学、蒙特卡洛方法和过渡态计算研究了该项目设计的多种纳米体系电子结构特性，筛选出了多种具有良好稳定性的潜在的电极材料。

　　（2）掺杂、合金化及官能团修饰能够有效地调控电极材料的微观电子结构，进而调控其宏观特性，揭示了构效关系的规律及其内在机理。

　　（3）在研究电极材料主要反应的基础上，筛选获得了一批具有高活性、抗CO中毒、抗硫中毒抗积碳等的新型廉价电极材料。

　　科学价值：如前所述，燃料电池具有清洁、高效、无污染等优点，被认为是化石能源的优良替代品，但其电极催化剂存在高成本、CO中毒、硫中毒和积碳等应用难题。

　　在能源危机与环境污染日益严重的今天，设计开发具有高活性、高稳定性、高抗毒性的电极催化剂已经成为重现绿水青山的迫切要求。

　　针对这些科学问题，该项目针对电极材料上的氧还原反应、高选择性的一氧化碳优先氧化材料的设计，抗硫中毒抗积碳特性研究等，采用石墨烯、氧化物等负载的过渡金属单原子、纳米团簇或单层等纳米体系代替昂贵的铂，并结合微观合金化等手段，构建新型纳米体系电极催化剂。

　　通过总结微观电子结构调控规律，及其对宏观特性的调控机理，揭示了构效关系的内在机理。

　　该项目围绕新型燃料电池电极材料的性能提升、成本降低和设计研发开展系统研究，完成国家基金面上项目1项，取得了多方面的创新成果。

　　其中，包括1篇ESI高被引论文，15篇SCI一区论文，30篇SCI二区论文（中科院大类分区）。

　　答：项目的成熟度随着时间推移可能发生变化，该项目当前具体的成熟度情况，建议您通过在线客服或者我们的全国客服热线进行咨询了解。

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