燃料电池作为新一代的理想动力电池，探究认识其在电催化反应 中不同层次和尺度下的介催化行为，对进一步强化电催化反应以及物 质扩散传递、提效降耗具有重要意义。电化学催化过程主要是由发生 在电极界面的液相传质、物种吸脱附、电子转移以及表面转化等单元 步骤串联组成，是具有时空多尺度特征的复杂系统。该多尺度特征具 体体现在：量子尺度的电子转移；原子尺度的活性位；分子水平的电 化学催化机理；纳米尺度的催化剂与质子导体；微米尺度的催化层； 数十微米尺度的扩散层；以及厘米到分米尺度的多孔电极等。各尺度 下材料结构、反应传递响应时间能否有效匹配则决定了电化学催化过 程的效率。因此，理解不同结构﹑层次的介尺度行为，以及从介尺度 视角出发，探寻具有多尺度特征的电极构筑、电化学催化机理以及电 催化剂设计，是精确提升电催化性能的关键。

在过去的 10 年里，基于碱性聚合物电解质的变革性电化学技术 实现了从无到有的发展。目前，碱性聚合物电解质已实现商品化，并 应用到燃料电池、水电解、CO2电解转化等领域。基于碱性聚合物电 解质的电化学体系的催化行为，与传统的水溶液电解质和质子交换膜 电解质体系都有所不同，为电催化带来全新的科学内涵和技术方向。 在这个报告中，我将介绍近年来我们课题组在碱性聚合物电解质 与相关电催化方面的研究进展，包括碱性聚电解质燃料电池（APEFC） 和工业级电流密度 CO2-纯水碱性膜电解器，以及提升电催化选择性 的表面化学场耦合策略。此项研究得到国家自然科学基金重大研究计 划“碳基能源转化利用的催化科学”的重点和集成项目的资助。

低碳烯烃是重要的基本有机化工原料，是现代化学工业的基石。 在“碳达峰、碳中和”战略实施的背景下，丙烷脱氢制丙烯受到了化工 行业空前的关注。该路线不仅为丙烯的生产提供低碳、清洁的生产方 式，而且副产的氢气将成为稳定的氢能供应。目前已工业化的丙烷脱 氢 Pt 催化剂仍存在活性不足、选择性低、稳定性差等问题。本报告 基于对 Pt 催化剂所蕴含的介尺度科学问题的深入研究，创制出了高 性能的丙烷脱氢 Pt-Sn/Al2O3和 Pt-Sn@zeolite 催化剂。