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新型氫燃料電池催化劑：廉價如泥土

2026-04-23 23:55:443769

　為了開發出更為低價的車用氫燃料電池，美國電話電報公司子公司桑迪亞國家實驗室的研究者日前優化了一種催化劑——二氧化鉬。它就像能源催化領域的一匹黑馬，其每盎司2美元的價格如同泥土一樣廉價，從而代替鉑這種每盎司900美元天價的稀有元素金屬。經過優化後的催化劑分解水產生的氫氣總量，是原始二氧化鉬作為催化劑產生量的4倍。桑迪亞國家實驗室研究員斯坦仇表示，這僅僅隻是開始，若研究更好地整合二氧化鉬及燃料電池體係的過程，產出量還將更多。

　　新催化劑的另一個優勢在於，催化過程可由太陽光引發，這種特性使其能夠給遠離電網的用戶提供更多獲得氫燃料的新方法。　　不(bu)同(tong)於(yu)汽(qi)油(you)，氫(qing)燃(ran)料(liao)在(zai)燃(ran)燒(shao)時(shi)不(bu)會(hui)向(xiang)大(da)氣(qi)中(zhong)排(pai)放(fang)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)，氫(qing)和(he)氧(yang)在(zai)燃(ran)燒(shao)過(guo)程(cheng)中(zhong)隻(zhi)產(chan)生(sheng)水(shui)。斯(si)坦(tan)仇(chou)稱(cheng)，他(ta)們(men)還(hai)在(zai)通(tong)過(guo)研(yan)究(jiu)二(er)氧(yang)化(hua)鉬(mu)在(zai)原(yuan)子(zi)尺(chi)度(du)的(de)結(jie)構(gou)轉(zhuan)變(bian)，來(lai)使(shi)材(cai)料(liao)中(zhong)不(bu)活(huo)躍(yue)的(de)成(cheng)分(fen)也(ye)能(neng)產(chan)生(sheng)氫(qing)氣(qi)。　　斯坦仇所指的不活躍成分，其實是指二氧化鉬的層次不像金屬一樣是分子的螺栓固定，相反是足夠鬆散以至於彼此間可發生滑移——可做潤滑劑，類似於石墨的片層結構，並具有很大的內表麵積。　　而這也是難點所在：盡(jin)管(guan)這(zhe)些(xie)納(na)米(mi)結(jie)構(gou)的(de)邊(bian)緣(yuan)在(zai)催(cui)化(hua)氫(qing)能(neng)力(li)上(shang)可(ke)以(yi)與(yu)鉑(bo)相(xiang)提(ti)並(bing)論(lun)，但(dan)由(you)於(yu)這(zhe)些(xie)多(duo)餘(yu)的(de)結(jie)構(gou)，商(shang)業(ye)催(cui)化(hua)劑(ji)就(jiu)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)鉬(mu)。為(wei)解(jie)決(jue)此(ci)類(lei)難(nan)題(ti)，另(ling)一(yi)位(wei)研(yan)究(jiu)員(yuan)布(bu)萊(lai)恩(en)·卡(ka)爾(er)表(biao)示(shi)，最(zui)有(you)效(xiao)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)在(zai)溶(rong)液(ye)中(zhong)用(yong)鋰(li)來(lai)分(fen)離(li)這(zhe)些(xie)納(na)米(mi)層(ceng)，使(shi)得(de)材(cai)料(liao)分(fen)離(li)時(shi)將(jiang)分(fen)子(zi)點(dian)陣(zhen)變(bian)為(wei)不(bu)同(tong)的(de)形(xing)式(shi)，而(er)所(suo)獲(huo)得(de)的(de)最(zui)終(zhong)產(chan)物(wu)同(tong)樣(yang)具(ju)有(you)催(cui)化(hua)作(zuo)用(yong)。