布朗大学开发出更便宜、更耐用的氢燃料电池催化剂

布朗大学科学家开发出一种新型的氢燃料电池催化剂，该催化剂是由铂和钴合金制成的纳米颗粒，并且具有使氢燃料电池驱动的车辆更经济的潜力。研究结果最近发表在Joule杂志上。

据报道，新催化剂除了比纯铂(目前燃料电池的主要催化剂)便宜之外，还更高效耐用。这是一个非常有前景的发现，因为使燃料电池工作的铂催化剂不但很昂贵，而且进行氧还原反应的效率不高。这是在清洁运输行业中氢燃料汽车难以与电动汽车竞争的主要原因之一，也是为什么许多科学家从事氢燃料电池研究以寻找更便宜和更有效的纯铂催化剂替代品的原因之一。

众所周知，将铂与钴等金属合铸可以得到比纯铂更有效的催化剂，但问题是一般金属在燃料电池的苛刻条件下会快速氧化而流失。为了防止这种情况发生，由Junrui Li领导的布朗大学研究团队制造了由纯铂的外层和由铂及钴原子交替组成的内层构成的纳米粒子。

化学教授Shouheng Sun表示：核心中原子的分层排列有助于外壳中的铂晶格有序排列和收紧，从而增加铂的反应性能，同时保护钴原子在反应中不流失。这就是为什么这些颗粒比金属原子随机排列的合金颗粒表现得更好的原因。测试结果表明，新纳米粒子显示出比铂更好的催化性能，新纳米粒子在3万个电压周期后仍保持活性，而铂在这个电压周期内活性会急剧下降。

尽管氢燃料电池研究很有前景，但科学家们指出，因为实验室的工况与具有较高温度和酸度水平的燃料电池内部工况差别很大，因此需要更多的研究和测试来了解催化剂的真实性能。合金纳米粒子催化剂已经进入下一阶段的测试，并将在Lost Alamos国家实验室的实际燃料电池内进行测试。