近年来，随着化石能源的消耗与环境污染日趋严重，以质子交换膜燃料电池为代表的新型清洁能源的研究和应用受到广泛关注。但是，这项技术还存在着不小的瓶颈，主要表现在针对电池阴极的氧化还原反应催化剂活性和稳定性较低，制约了电池的输出功率和充放电循环次数，从而阻碍了质子交换膜燃料电池的商业化进程。
面对这一挑战，曾杰教授课题组设计并研制出一种具有超薄铂镍合金原子层的核壳型纳米催化剂，并实现了对铂镍原子比例的调控。研究表明，该催化剂对于质子交换膜燃料电池阴极氧化还原反应的活性高达0.79千安培/克，约为目前商用铂碳催化剂的5倍。此外，这种新型催化剂整体稳定性大幅提高，在循环充放电测试6000次后，其性能没有显着降低。
曾杰教授表示，这项成果为开发新一代燃料电池提供了高效纳米催化剂，也为改善燃料电池的综合性能提供了新思路。