德国柏林工业大学研究人员和来自美国的学者合作,共同研发出一种新型铂合金,这种新型催化剂可节约大量的贵金属铂,使氢燃料电池的化学反应成本降低80%,这项研究成果刊登于最新一期《自然·化学》杂志。
　　作为新型清洁能源之一的氢燃料电池,除可替代传统车用柴油和汽油发动机外,还可广泛用于电力供应,以及便携式电子设备,如笔记本电脑。氢燃料电池的工作原理实际上是个电化学过程,在这个过程中氢气和氧气结合,释放出电和水,不会对环境造成任何污染。为了使这个过程快速和高效,需要使用大量贵金属铂作为催化剂。然而铂材料昂贵,而且是稀有资源,因此,发展氢燃料电池的关键是研发可替代铂的高效廉價催化剂。
　　研究人员将铂与铜混合,然后从铂铜合金中去除部分铜,形成直径只有几纳米的球状铂铜催化剂颗粒,这种球状铂铜颗粒里面是铜,外壳是只有几个原子厚度的铂,从而极大减少了铂的使用量。研究人员证实,通过铜铂金属混合和去除部分铜的过程,可使催化剂合金颗粒表面铂原子的排列密度比普通铂紧密得多。这种反常结构减少了这些颗粒上氧原子的结合力,使铂合金催化剂比纯铂催化剂性能更好,让氢燃料电池制造成本大大降低。
　　研究人员的进一步试验证明,催化剂表面金属铂结构的改变,可以优化催化剂的活性。该项目负责人彼得·斯特拉瑟指出,类似的结构变化也适用其他的贵金属,对降低使用贵金属的化学过程成本具有普遍意义。研究人员将进一步研究铂与其他非贵金属的结合效果,以期找到性能更加优良的催化剂。
　　 《科技日报》