廉價高效的抗氧化催化劑

據國外媒體報道：即(ji)使(shi)是(shi)微(wei)量(liang)氧(yang)氣(qi)的(de)摻(chan)入(ru)，也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)內(nei)分(fen)子(zi)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)失(shi)活(huo)。這(zhe)一(yi)缺(que)陷(xian)阻(zu)礙(ai)了(le)以(yi)大(da)量(liang)金(jin)屬(shu)為(wei)基(ji)礎(chu)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)在(zai)相(xiang)關(guan)領(ling)域(yu)的(de)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)。日(ri)前(qian)，來(lai)自(zi)德(de)國(guo)和(he)美(mei)國(guo)的(de)研(yan)究(jiu)合(he)作(zuo)小(xiao)組(zu)為(wei)催(cui)化(hua)劑(ji)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)種(zhong)提(ti)升(sheng)抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)能(neng)的(de)方(fang)法(fa)。他(ta)們(men)的(de)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)發(fa)表(biao)在(zai)了(le)2018年2月28日的Nature Communications上。

氫能被認為是未來最有前景的能源之一，鉑基催化劑目前被廣泛的用於高效H₂/O₂燃料電池中。基於非貴金屬（如鎳或鐵）的催化劑，有望替代這種昂貴有限的催化劑材料。DuBois型xing複fu合he物wu的de活huo性xing中zhong心xin由you一yi個ge鎳nie原yuan子zi組zu成cheng，具ju有you與yu氫qing化hua酶mei類lei似si的de高gao活huo性xing。它ta們men的de配pei體ti結jie構gou可ke以yi發fa生sheng改gai變bian
，從cong而er在zai水shui性xing體ti係xi中zhong實shi現xian催cui化hua，並bing允yun許xu在zai電dian極ji表biao麵mian的de共gong價jia附fu著zhe。

這zhe種zhong催cui化hua劑ji的de缺que點dian是shi它ta們men的de氧yang敏min感gan性xing較jiao高gao，阻zu礙ai了le其qi在zai當dang前qian燃ran料liao電dian池chi係xi統tong的de技ji術shu應ying用yong中zhong的de使shi用yong。對dui於yu氫qing化hua酶mei，可ke將jiang生sheng物wu催cui化hua劑ji加jia入ru到dao氧yang還hai原yuan聚ju合he物wu中zhong對dui其qi加jia以yi保bao護hu。日ri前qian，研yan究jiu人ren員yuan模mo仿fang了le該gai保bao護hu係xi統tong，將jiang其qi應ying用yong到dao了leDuBois催(cui)化(hua)劑(ji)上(shang)。為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)氧(yang)化(hua)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)引(yin)入(ru)了(le)一(yi)種(zhong)疏(shu)水(shui)的(de)非(fei)活(huo)性(xing)聚(ju)合(he)物(wu)作(zuo)為(wei)鎳(nie)基(ji)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)固(gu)載(zai)化(hua)基(ji)體(ti)。將(jiang)催(cui)化(hua)劑(ji)嵌(qian)入(ru)聚(ju)合(he)物(wu)基(ji)體(ti)可(ke)確(que)保(bao)形(xing)成(cheng)兩(liang)個(ge)分(fen)離(li)的(de)反(fan)應(ying)層(ceng)：接近電極表麵的催化活性層和聚合物/電解質界麵處的保護層。第一層允許電極表麵氫的有效轉化，而第二層在界麵處去除進入的氧以保護活性層免受氧化。

來源：Alaa A. Oughli, Adrian Ruff, Nilusha Priyadarshani Boralugodage, PatriciaRodríguez-Maciá, NicolasPlumeré, Wolfgang Lubitz, Wendy J. Shaw, Wolfgang Schuhmann, OlafRüdiger:, Nature Communications, 2018, DOI: 10.1038/ s41467-018-03011-7