燃料电池贵金属用量有望减少90%

Science杂志发表文章称，约翰霍普金斯大学的最新研究发现，一种增加超薄纳米片（几个原子厚度）的新反应性方法，有望令燃料电池更便宜。

优化反应应用的典型案例是增加用于燃料电池汽车催化剂的活性。尽管燃料电池所代表的无排放电动汽车技术前景广阔，但贵金属催化剂（如铂和钯）的用量和成本一直以来对燃料电池的大规模使用形成制约，而令燃料电池催化剂反应更活跃，则有望降低成本，为燃料电池车的大规模使用进一步扫除障碍。

仅五个原子层厚的铂类金属“恰好”用于优化燃料电池电极的性能

王超及其同事估计，他们的新方法可将催化剂活性提高10－20倍，使当前燃料电池所需贵金属用量减少90％。

“由于材料在原子水平上晶体对称性的破坏，每种材料都会经历表面应变。我们发现了一种使这些晶体超薄的方法，从而减少了原子之间的距离并增加了材料的反应性。”约翰斯·霍普金斯大学的化学和生物分子工程学士，助理教授王超表示。

简言之，应变是任何材料的变形。例如，当一张纸弯曲时，它会在最小的原子水平上被有效地破坏，将纸张固定在一起的错综复杂的格子永远改变了。

在这项研究中，研发团队操纵了应变效应或原子之间的距离，导致材料发生显着变化。通过令这些格子比人发薄一百万倍，相应材料变得更容易操作，就像一张纸比一堆厚纸更容易弯曲一样。

“我们使用力来调整构成电催化剂的薄金属板性质，这是电池燃料电极的一部分。”普渡大学化学工程教授，该论文的另一位作者杰弗里格里利解释：“最终的目标是在各种金属上测试该方法的可行性。”

“通过调整材料的厚度，我们能够产生更多的应变，从而改变材料特性，包括分子如何结合在一起，这意味着可以更自由地加速材料表面的反应。”王超表示：“希望我们的研究结果有朝一日可以帮助生产更便宜、高效的燃料电池，从而使每个人都能更方便地使用环保型汽车。”