伦敦帝国理工学院开发出廉价的氢燃料电池催化剂

氢-电转化过程唯一产物是水，这一点使氢燃料电池成为具有吸引力的绿色移动电源替代方案，尤其是汽车，但受主要部件成本制约，氢燃料电池尚无法普及。为了促进电化学反应，燃料电池通常用铂催化剂，而铂既昂贵又稀缺。目前由伦敦帝国理工学院(Imperial College London)研究人员领导的一支欧洲团队，仅以铁、碳和氮等廉价易得的材料制造了一种催化剂，研究表明该催化剂可用于大功率燃料电池。该研究结果发表于《Nature Catalysis》杂志。

首席研究员Anthony Kucernak教授表示：目前，铂催化剂约占燃料电池成本的60%，如果想让燃料电池车真正取代燃油车，必须降低催化剂成本。这一廉价的催化剂设计或许能够让这一目标(取代燃油车)成为现实，推动以氢为燃料的可再生能源系统获得大规模应用，最终实现温室气体减排，为世界零排放铺平道路。该催化剂制备的新颖之处是，将铁原子全部以单原子形态分散于导电的碳载体上。在催化剂制备过程中，他们采用了一种称为金属转移的独特合成方法，避免铁在合成过程中形成聚集态。单原子铁与体相铁(聚集态)化学特性不同，其催化活性更强。实验室测试结果表明，在实际的燃料电池系统上，单原子铁催化剂性能与铂催化剂相当。

该团队正在与英国燃料电池催化剂制造商庄信万丰(Johnson Matthey)合作，在合适的系统中对催化剂进行测试，并希望新催化剂实现规模化生产及燃料电池的商业应用。与此同时，他们正在努力提高催化剂的稳定性，力争耐久性和性能均可与铂媲美。