低成本燃料電池催化劑的新進展

據外媒報道
，為了降低下一代車載燃料電池的成本，研究人員一直在尋找貴金屬（PGM）催化劑的替代物。洛斯阿莫斯（Los Alamos）hexiangshulingguojiashiyanshidezuixinyanjiucongxincailiaodequedingdaolejieqiyuanzicengmiandegongzuoyuanli
，duiruhetigaoranliaodianchidexingnengjinxingleshenruyanjiu。zuixinyanjiuchengguoyifabiaoyukexuezazhizhong。zheyiyanjiujiangcongyuanziweiguanjiegouhegongnengjiaoduduixinxingcuihuajicuihuahuoxingyuanlijinxingshenrujiedu。

以Los Alamos國家實驗室為首的研究團隊在前人研究的基礎上成功合成了Pt貴金屬替代催化劑，試驗表明替代催化劑與當前標準車用燃料電池PGM催化劑性能相當。通過橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的先進顯微鏡技術，研究人員成功觀察到了新型催化劑材料中的單原子活性位點，為非PGM材料的催化效率潛力提供了新的認識。

Pt對dui燃ran料liao電dian池chi陽yang極ji的de電dian催cui化hua氧yang化hua以yi及ji陰yin極ji的de電dian催cui化hua還hai原yuan都dou有you一yi定ding的de催cui化hua作zuo用yong。在zai成cheng功gong找zhao到dao貴gui金jin屬shu催cui化hua劑ji替ti代dai材cai料liao後hou，對dui新xin催cui化hua材cai料liao催cui化hua過guo程cheng的de具ju體ti位wei置zhi和he反fan應ying方fang式shi的de研yan究jiu成cheng了le新xin的de挑tiao戰zhan。

本研究中研究的是Fe-C-N電催化劑，由兩種氮前驅物合成，形成的層孔結構將大部分碳表麵暴露於氧氣中。其性能十分接近貴金屬Pt催化劑，可以有效地提高燃料電池性能。借助於ORNL的像差校正掃描透射電子顯微鏡和電子能量損失光譜儀
，研究人員首次觀察到了原子水平的ORR活性位點，FeN4。ORNL的研究人員認為
，隨著反應活性位點的原子可視化進展，他們正在縮小貴金屬替代催化劑與車用Pt催化劑的性能差距。此外，Los Alamos實驗室通過計算機模擬成功預測了Fe-C-N電催化劑的高活性和FeN4活性位點結構以及可能的反應途徑。

此項研究工作由美國能源部能源效率和可再生能源辦公室資助。顯微鏡等儀器由ORNL納米材料科學中心提供，計算等資源由Los Alamos實驗室計算機項目部提供。