燃料電池鉑催化劑研究獲突破

科學網消息：由湖南大學和清華大學訪學教授、加州大學洛杉磯分校化學係教授段鑲鋒及該校材料係教授黃昱領導的包括中國、美mei國guo及ji意yi大da利li科ke學xue家jia在zai內nei的de國guo際ji科ke研yan團tuan隊dui，研yan發fa出chu表biao麵mian呈cheng鋸ju齒chi狀zhuang的de超chao細xi鉑bo納na米mi線xian催cui化hua劑ji，大da大da增zeng加jia了le燃ran料liao電dian池chi催cui化hua劑ji的de表biao麵mian活huo性xing和he比bi表biao麵mian積ji，將jiang其qi總zong體ti催cui化hua活huo性xing提ti升sheng了le50多倍。該成果日前在線發表於《科學》。

燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)因(yin)零(ling)排(pai)放(fang)和(he)高(gao)能(neng)效(xiao)而(er)備(bei)受(shou)關(guan)注(zhu)，卻(que)因(yin)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)價(jia)格(ge)高(gao)昂(ang)而(er)推(tui)廣(guang)受(shou)阻(zu)
，其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)它(ta)需(xu)要(yao)昂(ang)貴(gui)的(de)鉑(bo)作(zuo)催(cui)化(hua)劑(ji)。據(ju)段(duan)鑲(xiang)鋒(feng)介(jie)紹(shao)，鉑(bo)的(de)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)由(you)表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)和(he)比(bi)表(biao)麵(mian)積(ji)決(jue)定(ding)。以(yi)往(wang)研(yan)究(jiu)多(duo)從(cong)改(gai)善(shan)鉑(bo)的(de)化(hua)學(xue)環(huan)境(jing)等(deng)方(fang)麵(mian)提(ti)升(sheng)其(qi)表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)，或(huo)通(tong)過(guo)調(tiao)整(zheng)鉑(bo)的(de)納(na)米(mi)結(jie)構(gou)等(deng)幾(ji)何(he)手(shou)段(duan)提(ti)升(sheng)其(qi)比(bi)表(biao)麵(mian)積(ji)，很(hen)難(nan)將(jiang)兩(liang)者(zhe)兼(jian)顧(gu)。

“材cai料liao的de催cui化hua活huo性xing一yi般ban與yu表biao麵mian原yuan子zi結jie構gou有you關guan，材cai料liao做zuo得de越yue小xiao
，參can與yu化hua學xue反fan應ying的de表biao麵mian原yuan子zi越yue多duo
，但dan材cai料liao穩wen定ding性xing卻que變bian差cha
，經jing常chang會hui因yin發fa生sheng團tuan聚ju而er失shi去qu表biao麵mian活huo性xing或huo比bi表biao麵mian積ji。”段鑲鋒稱，該研究的突破在於“首次同時實現了最高的比表麵積和表麵活性”。

研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)表(biao)示(shi)鋸(ju)齒(chi)狀(zhuang)超(chao)細(xi)納(na)米(mi)線(xian)同(tong)時(shi)具(ju)備(bei)了(le)作(zuo)為(wei)高(gao)效(xiao)電(dian)化(hua)學(xue)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)幾(ji)個(ge)特(te)性(xing)。首(shou)先(xian)，其(qi)鋸(ju)齒(chi)狀(zhuang)的(de)表(biao)麵(mian)缺(que)陷(xian)結(jie)構(gou)與(yu)特(te)殊(shu)化(hua)學(xue)環(huan)境(jing)可(ke)有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)反(fan)應(ying)的(de)活(huo)化(hua)能(neng)
，極(ji)大(da)地(di)提(ti)高(gao)表(biao)麵(mian)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)。另(ling)外(wai)
，它(ta)具(ju)備(bei)的(de)特(te)殊(shu)一(yi)維(wei)納(na)米(mi)線(xian)結(jie)構(gou)可(ke)有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)超(chao)細(xi)納(na)米(mi)結(jie)構(gou)團(tuan)聚(ju)幾(ji)率(lv)，從(cong)而(er)提(ti)供(gong)超(chao)高(gao)的(de)、穩定的比表麵積。同時

，一維納米結構優異的導電性及其與催化劑載體的“多點接觸”可優化電化學反應電子輸運的過程，提高鉑催化劑的利用效率。

據悉，該成果將大幅降低燃料電池成本，具有廣闊的應用前景。同時，該研究方法對類似納米催化劑研究亦有廣泛借鑒意義。