如何最大限度地提高铂在燃料电池中的效率

美国能源部阿贡国家实验室的科学家们已经发现了一种新的催化剂，它只需要现有技术四分之一的铂，就可以将氢和氧转化为水和电。

众所周知，在燃料电池中，铂为电化学反应提供了活性和稳定性。然而，考虑到这种贵金属的稀有程度和价格，阿贡的研究人员一直在试图减少对它的使用。

到目前为止，大量的这种元素被用于氧还原反应，但美国科学家能够更有效地进行反应。首先，他们调整了铂的形状，以最大限度地提高其在催化剂中的可用性和反应性。在这种结构中，几层纯铂原子覆盖在钴铂合金纳米颗粒核上，形成核-壳结构。

但当燃料电池需要加大电流时，核壳纳米颗粒本身仍然无法处理大量的氧气流入。为了提高催化剂的效率，科学家们生产了一种催化活性的、无铂族金属或PGM基底，作为钴铂合金纳米颗粒的载体。

以金属-有机骨架为前驱体，制备出催化活性中心均匀分布在铂-钴颗粒附近的钴-氮-碳复合基底。这种活性中心能够自己打破氧键，并与铂协同工作。

在一份媒体声明中，研究人员解释说，与单独使用任何一种成分相比，新催化剂不仅提高了活性，而且提高了耐久性。

此前，专家们发明了一种专利工艺，首先加热含钴金属有机框架。随着温度的升高，一些钴原子与有机物相互作用，形成无pgm的衬底，而其他钴原子则减少为分散良好的小金属团簇。加入铂后退火，形成铂-钴核-壳粒子，周围有无pgm活性位点。

该研究的通讯作者刘迪佳(音)表示:“由于这种新型催化剂只需要极少量的铂，与现有汽车催化转换器使用的铂量类似，它可以帮助缓解从传统内燃机到燃料电池汽车的过渡，而不会破坏铂供应链和市场。”

来源：www.mining.com

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