布朗大學(xué)研究人員研發(fā)新型燃料電池催化劑

阻礙在汽車、卡車和其他車輛中廣泛使用環(huán)保型氫燃料電池的一個因素就是燃料電池中的鉑催化劑成本很高，而鉑催化劑是使燃料電池工作的關(guān)鍵因素。使用較少貴金屬鉑的方法之一是，將其與其他更便宜的金屬結(jié)合使用，但是此類合金催化劑在燃料電池中會迅速降解。

據(jù)外媒報道，美國布朗大學(xué)（BrownUniversity）的研究人員研發(fā)出來一種合金催化劑，既能減少鉑金屬的使用，又能在燃料電池測試中使燃料電池保持良好狀態(tài)。據(jù)測試結(jié)果顯示，研究人員的催化劑由鉑合金與鈷合金納米粒子制成，在活動性和耐久性方面均超過了美國能源部（DOE）制定的2020年的目標(biāo)。

該研究的第一作者JunruiLi表示，合金催化劑的耐久性是燃料電池領(lǐng)域的一個大問題，已經(jīng)有證據(jù)表明，合金最初的表現(xiàn)優(yōu)于純鉑，但是在燃料電池內(nèi)部，催化劑中的非貴金屬部分會氧化并且浸出得非常快。

為了解決浸出問題，Li與其同事研發(fā)了具有特殊結(jié)構(gòu)的合金納米粒子。該粒子具純鉑外殼，中心由鉑和鈷原子堆疊而成。布朗大學(xué)化學(xué)教授ShouhengSun表示，此種分層的核心結(jié)構(gòu)是催化劑具活動性和耐久性的關(guān)鍵。

初步測試表明，催化劑在實驗室環(huán)境中表現(xiàn)良好，優(yōu)于傳統(tǒng)的鉑合金催化劑。新催化劑在30,000次高壓循壞之后，還保持活動性，但是傳統(tǒng)催化劑的性能顯著下降。

研究人員已經(jīng)對此催化劑申請了臨時專利，他們希望繼續(xù)研發(fā)和改進(jìn)此催化劑。