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用於燃料電池汽車的新型催化劑

2026-04-12 10:45:454255

據外國媒體報道：隸屬於UNIST的一項新研究提出了一種新型非貴金屬催化劑，可代替目前用於氫燃料電池中的稀有且昂貴的鉑（Pt）基催化劑。新的催化劑合成策略由能源和化學工程的Sang Hoon Joo教授和他的團隊設計，提高了鐵和氮摻雜碳（Fe-N/C）催化劑活性，可實現低成本的氫燃料電池。該成果發表於11月出版的美國化學學會雜誌。

這項研究著重研究具有低成本和高活性的鐵和氮的碳基催化劑（Fe-N/C催化劑）。在製備Fe-N/C催化劑期間，通常需要在超過700℃的高溫熱處理以賦予高催化劑活性，但該處理也減少了活性位點的數量。

A Novel Catalyst Design Opens Possibility to Hydrogen Vehicle

為了解決這個問題，他們引入了“二氧化矽保護層”法。二氧化矽層在高溫下有效地保留活性位點，防止活性位點的破壞。通過“二氧化矽保護層”方法製備的新型Fe-N/C催化劑顯示出與Pt催化劑相當的非常高的氧還原反應（ORR）活性。

研究團隊通過將其催化劑用作堿性膜燃料電池的陰極催化劑，實現了創紀錄的高活性。該催化劑還在質子交換膜燃料電池（PEMFC）中表現出非常高的性能，其中開發的催化劑顯示出320A cm^-3的活性，超過2020美國能源部（DOE）非貴金屬催化劑活性目標（300 A cm^-3）。