布朗大學開發高耐久燃料電池催化劑

據外國媒體報道：布朗大學的研究人員開發出一種新型合金催化劑，既能減少鉑的使用
，又能在燃料電池測試中保持良好狀態。根據Joule期刊所述的測試結果顯示，催化劑在反應性和耐久性方麵均超過了美國能源部（DOE）2020年的目標。

合(he)金(jin)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)耐(nai)久(jiu)性(xing)是(shi)催(cui)化(hua)劑(ji)領(ling)域(yu)的(de)一(yi)個(ge)大(da)問(wen)題(ti)，合(he)金(jin)最(zui)初(chu)的(de)性(xing)能(neng)優(you)於(yu)純(chun)鉑(bo)，但(dan)在(zai)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)內(nei)部(bu)，催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)非(fei)貴(gui)金(jin)屬(shu)部(bu)分(fen)會(hui)被(bei)氧(yang)化(hua)並(bing)迅(xun)速(su)浸(jin)出(chu)。

為了解決這一浸出問題，Li和他的同事開發了具有特殊結構的合金納米粒子。顆粒具有純鉑外殼，其內部是交替的鉑和鈷原子層製成的核心。

這zhe種zhong分fen層ceng核he心xin結jie構gou是shi催cui化hua劑ji反fan應ying性xing和he耐nai久jiu性xing的de關guan鍵jian。核he心xin中zhong原yuan子zi的de分fen層ceng排pai列lie有you助zhu於yu平ping滑hua和he收shou緊jin外wai殼ke中zhong的de鉑bo晶jing格ge
，這zhe增zeng加jia了le鉑bo的de反fan應ying性xing
，同tong時shi保bao護hu鈷gu原yuan子zi不bu會hui在zai反fan應ying過guo程cheng中zhong被bei消xiao耗hao。這zhe就jiu是shi為wei什shen麼me這zhe些xie顆ke粒li比bi隨sui機ji排pai列lie的de金jin屬shu原yuan子zi的de合he金jin顆ke粒li表biao現xian得de更geng好hao。

研究人員測試了催化劑進行氧還原反應的能力，這對燃料電池的性能和耐久性至關重要。在質子交換膜（PEM）ranliaodianchideyice
，congqingranliaozhongbolidedianzichanshengqudongdiandongjidedianliu。zaidianchidelingyice，yangyuanzixishouzhexiedianziyiwanchengdianlu。zheshitongguoyanghaiyuanfanyingwanchengde。

初步測試表明
，催化劑在實驗室環境中表現良好，優於更傳統的鉑合金催化劑。新催化劑在30,000次電壓循環後保持其活性，而傳統催化劑的性能顯著下降。

測試表明，該催化劑超越了能源部（DOE）為初始活動和長期耐久性設定的目標。美國能源部要求催化劑到2020年初始活性為每毫克鉑0.44安培，30,000次電壓循環後活性至少為0.26安培/毫克（大約相當於燃料電池汽車使用5年）。新催化劑的測試表明，它具有0.56安培/毫克的初始活性和30,000循環0.45安培後的活性。

研究人員申請了關於催化劑的臨時專利
，他們希望繼續開發和改進催化劑。