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随着新能源产业的逐渐发展,以氢燃料等为主的燃料电池开始散发出光芒。简单来说,这是一种主要通过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应,把燃料中的化学能转换成电能的发电装置。

尽管氢燃料电池已经发展多年、而且具有环保效益,但它到现在为止仍未被推广开来。其中主要的一个问题就是商业化的考验。这种电池的发电过程严重依赖电催化剂,而电催化剂目前主要由贵金属“铂”组成,成本十分高昂。

因此,研究人员一直在努力开发替代品。现在,香港科技大学化学与生物工程系邵敏华教授领导的科研团队研发出了一种新的氢燃料电池。据称,它不仅是迄今为止世界上最耐用的氢电池,而且更具有成本效益,为全球更广泛地应用绿色能源铺平了道路。

他们设计了一种由原子分散的 Pt 和 Fe 单原子和 Pt-Fe 合金纳米粒子组成的混合电催化剂。其 Pt 质量活性是燃料电池中商业 Pt / C 的 3.7 倍。更重要的是,阴极中 Pt 负载量低的燃料电池(0.015 mg Pt  cm -2) 依然具有出色的耐久性,在 100000 次循环后还可以保持 97% 的活性,并且在 0.6V 下超过 200 小时没有出现明显的电流下降。

此外,他们这种设计不仅减少了 80% 的铂金投入,而且在电池的耐久性方面也创下了历史最高纪录。

这一研究表明了混合电催化剂中活性位点之间协同效应的重要性,并为设计用于电化学装置的更活泼、更耐用的低 Pt 电催化剂提供了一种宝贵的方法。

IT之家了解到,相关研究成果已通过题为《用于耐用质子交换膜燃料电池的原子分散 Pt 和 Fe 位点以及 Pt-Fe 纳米颗粒》的报告发表于《自然催化》杂志上。

研究人员介绍称,这种新催化剂之所以能拥有如此出色的性能,是因为它有三个不同的反应活性点,而目前其他的催化剂只有一个。