鐵基催化劑可降低燃料電池成本

　　據物理學家組織網2月18日報道，美國能源部太平洋西北國家實驗室的研究人員，首次采用鐵基催化劑快速、高效分裂氫氣發電，使燃料電池的成本大大降低。該研究成果刊登在最新一期《自然化學》在線版上。 　　該實驗室分子電催化中心帶頭人、化學家R.莫裏斯·布洛克說
，現在燃料電池采用鉑作為催化劑，其缺點是價格要比鐵超出1000倍bei。而er他ta的de研yan究jiu小xiao組zu已yi經jing開kai發fa使shi用yong較jiao為wei便bian宜yi的de金jin屬shu
，如ru將jiang鎳nie和he鐵tie作zuo為wei催cui化hua劑ji，可ke以yi快kuai速su分fen割ge氫qing達da到dao每mei秒miao兩liang個ge分fen子zi，接jie近jin商shang業ye催cui化hua劑ji的de效xiao率lv。 　　燃料電池是通過氫使化學燃料中的電子發電：一大塊金屬鉑作為催化劑，爆裂一個氫分子如同炸開個雞蛋，像蛋清一樣的白色電子“淌”出chu形xing成cheng電dian流liu。由you於yu鉑bo特te殊shu的de化hua學xue性xing質zhi能neng夠gou做zuo到dao這zhe一yi點dian
，因yin此ci化hua學xue家jia不bu能neng簡jian單dan地di用yong更geng便bian宜yi的de鐵tie或huo鎳nie取qu代dai這zhe種zhong昂ang貴gui的de金jin屬shu。然ran而er
，一yi種zhong存cun在zai於yu自zi然ran界jie中zhong被bei稱cheng為wei“氫化酶”的分子可使鐵分裂氫。 　　布洛克和同事受到氫化酶運用鐵作為催化劑的啟發，首先創造了幾個潛在的分子用於測試
；然後對於表現最佳的分子確定其形狀和調整內部電子的力量
，以取得更多的改進。 　　要yao做zuo到dao這zhe一yi點dian，需xu要yao在zai早zao期qi過guo程cheng中zhong不bu均jun衡heng地di分fen離li氫qing分fen子zi。鑒jian於yu一yi個ge氫qing分fen子zi是shi由you兩liang個ge質zhi子zi和he兩liang個ge電dian子zi構gou成cheng，研yan究jiu中zhong需xu用yong催cui化hua劑ji先xian拖tuo拽zhuai走zou一yi個ge質zhi子zi並bing將jiang其qi發fa送song
，而er之zhi後hou其qi會hui被bei一yi種zhong叫jiao做zuo質zhi子zi受shou體ti的de分fen子zi捕bu捉zhuo。在zai實shi際ji的de燃ran料liao電dian池chi中zhong
，這zhe種zhong受shou體ti將jiang被bei氧yang化hua。一yi旦dan最zui初chu的de質zhi子zi與yu其qi電dian子zi之zhi間jian的de拉la攏long力li量liang消xiao散san，電dian極ji便bian會hui很hen容rong易yi拽zhuai掉diao第di一yi個ge電dian子zi。然ran後hou
，另ling一yi個ge質zhi子zi和he電dian子zi也ye同tong樣yang會hui被bei移yi除chu，這zhe樣yang，兩liang個ge電dian子zi就jiu會hui穿chuan梭suo於yu電dian極ji間jian。 　　通(tong)過(guo)實(shi)驗(yan)的(de)設(she)計(ji)
，研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)測(ce)定(ding)了(le)催(cui)化(hua)劑(ji)分(fen)裂(lie)氫(qing)分(fen)子(zi)的(de)速(su)度(du)
，最(zui)高(gao)值(zhi)大(da)約(yue)每(mei)秒(miao)可(ke)以(yi)分(fen)裂(lie)兩(liang)個(ge)分(fen)子(zi)。此(ci)外(wai)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)還(hai)確(que)定(ding)了(le)其(qi)過(guo)電(dian)壓(ya)
，以(yi)衡(heng)量(liang)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)效(xiao)率(lv)。結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)，過(guo)電(dian)壓(ya)達(da)160―220毫(hao)伏(fu)，顯(xian)然(ran)已(yi)經(jing)具(ju)有(you)商(shang)業(ye)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)效(xiao)率(lv)。研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)目(mu)前(qian)正(zheng)在(zai)設(she)法(fa)減(jian)少(shao)這(zhe)些(xie)反(fan)應(ying)步(bu)驟(zhou)，以(yi)便(bian)也(ye)可(ke)加(jia)快(kuai)其(qi)速(su)度(du)

，以(yi)及(ji)確(que)定(ding)在(zai)最(zui)佳(jia)條(tiao)件(jian)下(xia)掌(zhang)控(kong)該(gai)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)執(zhi)行(xing)效(xiao)果(guo)。