阻礙在汽車(chē),、卡車(chē)和其他車(chē)輛中廣泛使用環(huán)保型氫燃料電池的一個(gè)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(lèi)合金催化劑在燃料電池中會(huì)迅速降解,。
據(jù)外媒報(bào)道,美國(guó)布朗大學(xué)(Brown University)的研究人員研發(fā)出來(lái)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(cè)試中使燃料電池保持良好狀態(tài)。據(jù)測(cè)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(dòng)性和耐久性方面均超過(guò)了美國(guó)能源部(DOE)制定的2020年的目標(biāo)。
該研究的第一作者Junrui Li表示,,合金催化劑的耐久性是燃料電池領(lǐng)域的一個(gè)大問(wèn)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(huì)氧化并且浸出得非??臁?/p>
為了解決浸出問(wèn)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Shouheng Sun表示,,此種分層的核心結(jié)構(gòu)是催化劑具活動(dòng)性和耐久性的關(guān)鍵。
初步測(cè)試表明,,催化劑在實(shí)驗(yàn)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(dòng)性,,但是傳統(tǒng)催化劑的性能顯著下降。
研究人員已經(jīng)對(duì)此催化劑申請(qǐng)了臨時(shí)專(zhuān)利,,他們希望繼續(xù)研發(fā)和改進(jìn)此催化劑,。