哈工程深入学习贯彻党的二十届四中全会精神，持续贯彻落实习近平总书记视察学校重要讲话重要指示精神，近日，哈工程材化学院杨飘萍教授、贺飞教授团队联合香港理工大学张晓助理教授，在质子交换膜燃料电池阴极催化领域取得新突破。团队提出以稀土元素钇为核心的中熵纳米合金结构调控新策略，构建“稀土掺杂—晶面工程—电子结构协同重构”的完整机制链条，显著提升了催化材料的氧还原催化活性与结构稳定性，为稀土基纳米合金在电化学能量转换器件中的规模化应用提供了全新的设计思路和应用框架。

中熵纳米合金材料制备、表征及器件性能对比

相关成果以“具有工程化(111)晶面的Y掺杂PtFeNi中熵纳米合金促进氧还原反应”为题，发表在材料领域顶级期刊《先进材料》（Advanced Materials, AM）上。材化学院2023级博士生高一钧为论文第一作者，贺飞教授，杨飘萍教授，张晓助理教授为共同通讯作者，哈尔滨工程大学为第一单位。

随着全球对清洁能源需求的日益增长，质子交换膜燃料电池作为高效、环保的能量转换装置，其产业化进程备受关注。然而，其核心环节——阴极的氧还原反应动力学迟缓，一直是制约电池性能和产业化的关键瓶颈。贺飞教授、杨飘萍教授与张晓助理教授团队创新设计“稀土掺杂诱导晶面定向暴露”的调控策略，大幅提升了铂基合金材料的氧还原催化性能。该研究解决了传统铂基合金催化剂“活性提升与结构稳定难以兼顾，纳米颗粒表面结构难以长效保持”的领域难题。在燃料电池阴极实际工作条件下，团队研发的稀土钇掺杂铂基中熵纳米合金实现了催化性能的精准激活：通过稀土钇掺杂诱导纳米颗粒定向形成并稳定暴露活性晶面，同时协同调控材料局域电子结构，形成“晶面诱导+电子云调控”的双重作用，显著优化了反应界面的吸附与转化过程，实现了催化活性与结构耐久性的高效平衡。

团队还通过不同掺杂量的系统对比实验，精准锁定了活性与稳定性最优平衡的掺杂窗口，为后续稀土掺杂纳米合金的成分筛选提供了标准化范式。此外，团队进行了燃料电池器件层面的性能验证，证明了其在实际场景中的应用潜力，实现了“理论设计—精准合成—应用验证”的贯通式研究推进，为稀土掺杂纳米合金在新能源器件产业化中的应用提供了重要参考。

《先进材料》(AdvancedMaterials,AM)是Wiley出版集团旗下的核心旗舰刊物，为材料科学领域国际顶级期刊，JCR分区为一区，其2025年影响因子为26.8。