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鉑鎳正八麵體讓燃料電池省鉑90%

2026-04-11 15:38:304119

據ju物wu理li學xue家jia組zu織zhi網wang報bao道dao，高gao效xiao耐nai用yong的de催cui化hua劑ji是shi燃ran料liao電dian池chi領ling域yu取qu得de突tu破po的de關guan鍵jian。最zui近jin，德de國guo科ke學xue家jia研yan發fa出chu一yi種zhong鉑bo鎳nie納na米mi粒li子zi，用yong其qi作zuo催cui化hua劑ji，可ke將jiang燃ran料liao電dian池chi中zhong鉑bo的de用yong量liang減jian少shao90%。研究還發現，新納米粒子的功能由其幾何形狀和原子結構決定。發表在最新一期《納米·材料學》雜誌上的最新研究將有助於科學家們提高催化劑的性能。

氫動力燃料電池除產生電能外，唯一的副產品是水，因此被看作傳統內燃機的環保替代品。但這種燃料電池的電極（化學轉化過程在此發生）需要用到大量“身價不菲”的鉑。如果沒有鉑作為催化劑，很難獲得必需的轉化效率，因此，鉑正成為發展氫燃料電池的“攔路虎”。科學家們解釋道，氫燃料電池的催化過程隻發生在鉑表麵，而鉑納米粒子可增加鉑表麵積，既節省材料又能提高電極效率，1公斤納米粒子的表麵積相當於幾個足球場。另外，讓鉑和鎳或銅等廉價金屬相混合，還可以節省更多鉑。在這一思路指導下，德國於利希研究中心（FZJ）和柏林工業大學的科學家成功研發出高效的鉑鎳催化劑粒子，用於將氫氣和氧氣轉變成水，其中鉑僅為以前用量的1/10。新催化劑不由以前廣泛使用的圓形納米粒子，而由鉑—鎳合金的正八麵體納米粒子組成，正八麵體表麵的鉑鎳原子擁有獨特的排列方式，能顯著提高氫氣和氧氣生成水的化學反應速度。研究人員還使用德國恩斯特魯斯卡電子顯微學與電子譜學中心（ER-C）的超高清電子顯微鏡，對新納米粒子的原子結構進行了觀察。ER-C的馬克·海根博士解釋道：“我們發現，鎳和鉑原子並非均勻地分布在納米正八麵體表麵，這可以增加其反應活性，不過會減少其壽命。” 柏林工業大學的皮特·斯特拉瑟教授表示：“新xin研yan究jiu告gao訴su我wo們men，為wei獲huo得de最zui優you的de催cui化hua效xiao果guo，催cui化hua劑ji粒li子zi合he適shi的de幾ji何he形xing狀zhuang與yu其qi組zu成cheng及ji大da小xiao一yi樣yang重zhong要yao，我wo們men可ke借jie用yong這zhe一yi發fa現xian來lai改gai進jin用yong來lai儲chu能neng的de功gong能neng性xing材cai料liao尤you其qi是shi催cui化hua劑ji的de性xing能neng。” 總編輯圈點發展燃料電池是全球應對能源短缺和環境汙染的戰略舉措，而當前一大製約因素便是因使用貴金屬鉑導致成本過高。通用、豐田、美國國家實驗室等都在進行技術攻關，一方麵研究低鉑燃料電池技術，減少催化劑用量，並研究催化劑抗毒性，提高使用壽命；另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)開(kai)發(fa)非(fei)鉑(bo)催(cui)化(hua)劑(ji)來(lai)代(dai)替(ti)鉑(bo)，力(li)爭(zheng)盡(jin)快(kuai)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)。可(ke)以(yi)說(shuo)，低(di)鉑(bo)或(huo)無(wu)鉑(bo)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)決(jue)定(ding)競(jing)爭(zheng)力(li)的(de)核(he)心(xin)和(he)關(guan)鍵(jian)，本(ben)項(xiang)成(cheng)果(guo)的(de)意(yi)義(yi)就(jiu)在(zai)於(yu)此(ci)。當(dang)然(ran)，更(geng)期(qi)待(dai)我(wo)國(guo)能(neng)在(zai)這(zhe)一(yi)領(ling)域(yu)有(you)所(suo)作(zuo)為(wei)。