天天動(dòng)態(tài):氫燃料電池突圍有望！鐵基催化劑瓶頸已破 取代“天價(jià)”鉑指日可待

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財(cái)聯(lián)社上海8月8日訊（編輯黃君芝）幾十年來(lái)，由于鉑的成本太高，環(huán)保燃料的商業(yè)化一直停滯不前。因此，科學(xué)家們一直在尋找一種替代催化劑，以顯著降低氫燃料電池的價(jià)格。而近期的一項(xiàng)最新研究表明，他們?nèi)〉昧送黄菩赃M(jìn)展。

事實(shí)上，鐵基催化劑一直以來(lái)都是熱門“候選者”之一。鐵之所以如此受歡迎，是因?yàn)樗粌H儲(chǔ)量豐富，而且還很便宜。但它的性能不如鉑金，尤其是因?yàn)樗狈δ途眯裕瑹o(wú)法承受燃料電池內(nèi)部的強(qiáng)腐蝕和氧化環(huán)境。

目前，美國(guó)能源部（DOE）將效率、耐久性和可負(fù)擔(dān)性確定為燃料電池研究的三個(gè)主要目標(biāo)。而美國(guó)紐約州立大學(xué)布法羅分校（University at Buffalo，簡(jiǎn)稱UB）近期研發(fā)了一種將鐵與氮和碳結(jié)合在一起的新方法，由此產(chǎn)生的催化劑可以滿足以上三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

這一突破可能會(huì)引發(fā)一場(chǎng)綠色能源革命，未來(lái)包括筆記本電腦和火車等不同類型的產(chǎn)品，都將可以使用只產(chǎn)生水作為副產(chǎn)品的燃料電池。這項(xiàng)研究成果已于近期發(fā)表在了《自然能源》雜志上。

具體而言，為了克服上述鐵基催化劑的障礙，研究小組首先設(shè)法將四個(gè)氮原子跟鐵結(jié)合起來(lái)，隨后將該材料嵌入幾層石墨烯中，對(duì)局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的原子控制。

由此，一種性能大幅改善的新型催化劑就產(chǎn)生了。盡管具體數(shù)據(jù)并未被公開，但按照研究小組的說(shuō)法，這種催化劑被認(rèn)為是迄今為止最有效的鐵基催化劑，其電流密度已超過美國(guó)能源部到2025年的目標(biāo)，而且它還實(shí)現(xiàn)了接近鉑族催化劑的耐久性等級(jí)。

研究人員表示，所有這些都表明，鐵基催化劑有可能使燃料電池，尤其是氫燃料電池，在商業(yè)用途上更加具性價(jià)比?，F(xiàn)在，他們正在計(jì)劃進(jìn)行后續(xù)研究以進(jìn)一步改進(jìn)該催化劑。

該研究的主要作者、UB工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院化學(xué)與生物工程教授Gang Wu博士說(shuō)，“這是多年來(lái)的研究成果。我們相信這是一項(xiàng)重大突破，最終將有助于釋放氫燃料電池的巨大潛力?！?/p>

關(guān)鍵詞： 氫燃料電池