氫燃料電池是一種高效、清潔、無碳得發(fā)電裝置，有著廣闊得應(yīng)用前景。然而，氫燃料電池得陰極需要使用大量鉑基催化劑。鉑是一種貴金屬，這就使得氫燃料電池得造價(jià)非常昂貴。發(fā)展高活性催化劑、減少鉑使用量，是氫燃料電池大規(guī)模商業(yè)化得關(guān)鍵所在。
華夏科學(xué)技術(shù)大學(xué)梁海偉教授與該校林岳博士、北京航空航天大學(xué)水江瀾教授等合作，成功研發(fā)出一系列高性能鉑基氫燃料電池催化劑，對(duì)于降低氫燃料電池成本，推動(dòng)其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。該成果10月22日發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《科學(xué)》上。
梁海偉（左）與學(xué)生一起檢查燃料電池膜電極。錢建豪 攝
氫燃料電池得工作原理是氫氣和空氣中得氧氣分別在電池得陽極和陰極發(fā)生氫氧化和氧還原兩個(gè)電化學(xué)反應(yīng)，從而高效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。
梁海偉教授聯(lián)合團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種高溫“硫固體膠”得合成方法，利用硫原子與鉑原子之間強(qiáng)烈得相互作用，如固體膠般將鉑基合金納米顆粒在高溫下“粘”在碳載體上，有效防止了納米顆粒在高溫下尺寸變大，成功制備了46種鉑基合金燃料電池催化劑。
研究人員從合成得46種催化劑“家族”中篩選出了數(shù)種高活性催化劑，使得氫燃料電池性能達(dá)到世界先進(jìn)水平。
和商業(yè)鉑碳催化劑相比，他們所合成得鉑鎳合金催化劑得活性高5倍以上。當(dāng)鉑得使用量只有商業(yè)鉑碳催化劑得十分之一時(shí)，他們所合成得鉑鈷合金催化劑表現(xiàn)出與商業(yè)鉑碳催化劑相當(dāng)?shù)萌剂想姵匦阅堋?/p>
“我們制備高性能鉑合金氫燃料電池催化劑得方法是一種普適性方法，有望大幅降低鉑使用量，從而降低燃料電池成本?！绷汉ケ硎?。
