近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)曾杰教授課題組與湖南大學(xué)黃宏文教授合作，研制出一種兼具優(yōu)異催化活性與穩(wěn)定性的質(zhì)子交換膜燃料電池陰極催化劑，為降低電池成本、推動應(yīng)用開辟了新路。國際知名學(xué)術(shù)期刊《美國化學(xué)會志》日前發(fā)表了該成果。
質(zhì)子交換膜燃料電池具有零排放、能量效率高、功率可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來電動汽車?yán)硐氲尿?qū)動電源，但現(xiàn)有技術(shù)需要使用大量的貴金屬鉑納米催化劑來維持其高效運(yùn)轉(zhuǎn)，成本高昂限制了大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
面對這一難題，近期我國研究人員通過精細(xì)調(diào)控鉑基催化劑的維度、尺寸、組分，研制出超細(xì)的鉑鎳銠三元金屬納米線催化劑。該納米線的直徑僅有1納米，其表面鉑原子占整體鉑原子的比率高于50%，展現(xiàn)出超高的原子利用率，為提高催化質(zhì)量活性提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
催化測試實(shí)驗(yàn)表明，這種新型催化劑的質(zhì)量活性是目前商用的鉑碳納米催化劑的15.2倍。其在氧氣氣氛下循環(huán)使用1萬次后，只有12.8%的質(zhì)量活性性能損失，而同等條件下，商用鉑碳納米催化劑的質(zhì)量活性性能損失達(dá)到了73.7%。
相較于目前商用的鉑碳納米催化劑，新型鉑鎳銠三元金屬納米線催化劑在質(zhì)量活性和催化穩(wěn)定性方面都有顯著提高，展現(xiàn)出優(yōu)異的性能和應(yīng)用潛力。
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