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兩研究機構合作開發新型催化劑

2026-04-12 21:57:174062

據國外網站報道： Ames實驗室目前成功探索出製造合金納米顆粒催化材料的方法，該高效合金納米級顆粒可在燃料電池上應用，進而降低貴金屬鉑的用量。

研究人員克服技術難關，成功製備具有有序晶格結構的鉑-鋅納米顆粒，該催化劑在納米尺寸可以最大程度地催化反應物。Ames實驗室科學家及愛荷華州立大學化學係副教授Huang解釋道，表麵積-體積比是該顆粒重要的參數，因為相同體積的催化劑粒子，其顆粒越小，可以進行催化反應的表麵積越大，催化劑的活性就越高。

但(dan)是(shi)退(tui)火(huo)過(guo)程(cheng)所(suo)必(bi)需(xu)的(de)高(gao)溫(wen)往(wang)往(wang)會(hui)使(shi)得(de)催(cui)化(hua)劑(ji)顆(ke)粒(li)團(tuan)聚(ju)，無(wu)法(fa)得(de)到(dao)納(na)米(mi)級(ji)別(bie)的(de)尺(chi)寸(cun)。團(tuan)聚(ju)後(hou)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)顆(ke)粒(li)內(nei)部(bu)無(wu)法(fa)與(yu)反(fan)應(ying)物(wu)接(jie)觸(chu)，會(hui)造(zao)成(cheng)內(nei)部(bu)合(he)金(jin)浪(lang)費(fei)。所(suo)以(yi)，製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)是(shi)影(ying)響(xiang)催(cui)化(hua)劑(ji)性(xing)能(neng)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)環(huan)。

為了防止高溫條件導致的催化劑團聚現象，Huang的研究小組首次利用碳納米管作為鉑-鋅合金的支撐，並塗覆二氧化矽介孔材料，經過高溫退火過程形成合金化合物後，用化學蝕刻法移除二氧化矽外殼。

最終平均粒徑3.2納米的鉑-鋅合金催化劑不僅產生了2倍的催化活性，同時利用相同貴金屬鉑含量製造的催化劑表麵積達到商業催化劑表麵積的10倍。這一發現是Ames實驗室和愛荷華州立大學聯合讚助，在Ames實驗室的泰坦掃描電子顯微鏡下觀測到的。