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開學即沖刺!新學期的廣西大學化學化工學院助理教授危增曦,用這樣的狀態忙著備課、上課。“寒假的時候,經常往工廠跑,這學期我要上一門新課,最近都在忙著備課教學。”危增曦介紹時,語速很快。
此前,作為廣西大學“結構熱力學與微納化工”課題組的一員,危增曦與課題組負責人趙雙良教授共同指導2024級博士生王倩和覃瑤,在電催化產氫材料的研制中取得了新突破,成功開發出一系列高性能的PdPtRuRhAu高熵合金納米催化劑。
這一成果為何重要?危增曦介紹,氫能是清潔能源的重要發展方向,在大規模制氫時,催化劑就像產氫的“發動機”,傳統催化劑在制氫時所需的高溫高酸性環境中,就像長期超負荷運轉的汽車發動機,容易發生“老化”,從而導致產氫效率急劇下降,成為產業發展的瓶頸。而他們的研究,為產氫的“發動機”找到了更耐用的材料。

課題組在討論課題進展,左一為危增曦,左三為課題組負責人趙雙良 圖片由受訪者提供
這種新型合金催化劑由多種貴金屬復合而成,其結構宛如一個微型“石榴籽”,其中每種金屬各司其職,又能“協同作戰”,這種結構使其具備出色的耐高溫、抗腐蝕性能,能夠在工業級高強度電流下長時間穩定工作。模擬實驗顯示,該催化劑在連續工作時長超過800小時的情況下,性能幾乎不衰減。這項成果有望大大減少大規模制氫時催化劑的更換頻率,從而有效降低生產成本,有助于推動大規模制氫技術的發展。
這項成果的取得,離不開團隊成員的創新與實干。危增曦介紹,為取得這項成果,研究團隊成員歷經了長達3年的努力。研究團隊成員來自不同的學院,學科背景也不盡相同,這項成果涉及材料學、化學、物理學、計算機等多個領域,需要團隊成員具備跨學科思維,將不同學科的理論和方法有機融合,不斷創新思路和方法,才能解決研究中遇到的復雜問題。
“比如說,研究中涉及很多人工智能方面的知識,我并非計算機出身,碰到了問題,就要和團隊成員一起,在實干中不斷學習,不斷創新來解決問題。”危增曦說。在實現“從0到1”的創新突破后,研究團隊正努力實現“從1到100”的提升。近年來,危增曦所在的研究團隊秉持“從書架走向貨架”的科研理念,除了高熵合金納米催化劑,團隊在“雙氧水”綠色制備技術上也取得顯著進展。
雙氧水作為一種綠色環保的氧化劑,在廣西半導體、新材料等產業中廣泛應用。團隊通過“揭榜掛帥”承擔自治區科技重大專項,研發出一系列服務于“雙氧水”綠色制備、二氧化碳催化轉化和電解水制氫等過程的新型高性能催化劑,已申請相關國家發明專利20余項。團隊還成功搭建了“雙氧水”安全、穩定連續生產的實驗平臺,目前正在和企業對接,爭取早日實現該技術的工業化應用。
目前,廣西正全力推進新型工業化建設,實干與創新尤為重要。“現在我們團隊只是取得了階段性成果,將來我們期望做出更多新型催化劑,服務產業切實需求,為氫能產業發展貢獻智慧。”危增曦對科研成果轉化的期望,非常迫切。