本報訊（記者楊保國）近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質(zhì)科學國家研究中心教授曾杰課題組與湖南大學教授黃宏文合作，研制出一種兼具優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性的質(zhì)子交換膜燃料電池陰極催化劑。日前，該成果發(fā)表于《美國化學會志》。
質(zhì)子交換膜燃料電池具有零排放、能量效率高、功率可調(diào)等優(yōu)點，是未來電動汽車中最理想的驅動電源。但它的陰極端氧還原反應的動力學過程十分緩慢，需要使用大量貴金屬鉑納米催化劑來維持高效運轉，使得其成本高昂，大規(guī)模商業(yè)化應用受限。
提高鉑基催化劑在氧還原反應中的質(zhì)量活性以及催化穩(wěn)定性是降低貴金屬鉑用量的途徑。研究人員通過精細調(diào)控鉑基催化劑的維度、尺寸、組分，研制出超細的鉑鎳銠三元金屬納米線催化劑。該納米線的直徑僅有1納米，其表面鉑原子占整體鉑原子比率高于50%，展現(xiàn)了超高的原子利用率，為高的催化質(zhì)量活性提供了結構基礎。
氧還原催化測試表明，碳負載的超細鉑鎳銠三元金屬納米線催化劑的質(zhì)量活性是目前商用鉑碳納米催化劑的15.2倍。同時，這種催化劑在氧氣氣氛下循環(huán)使用1萬次后，只有12.8%的質(zhì)量活性性能損失，而目前商用的碳負載型鉑納米催化劑在相同使用情況下，質(zhì)量活性性能損失達到73.7%。
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