中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)6月18日（北京時(shí)間）報(bào)道，高效耐用的催化劑是燃料電池領(lǐng)域取得突破的關(guān)鍵。最近，德國(guó)科學(xué)家研發(fā)出一種鉑鎳納米粒子，用其作催化劑，可將燃料電池中鉑的用量減少90%。研究還發(fā)現(xiàn)，新納米粒子的功能由其幾何形狀和原子結(jié)構(gòu)決定。發(fā)表在最新一期《納米·材料學(xué)》雜志上的最新研究將有助于科學(xué)家們提高催化劑的性能。
氫動(dòng)力燃料電池除產(chǎn)生電能外，唯一的副產(chǎn)品是水，因此被看作傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的環(huán)保替代品。但這種燃料電池的電極（化學(xué)轉(zhuǎn)化過程在此發(fā)生）需要用到大量“身價(jià)不菲”的鉑。如果沒有鉑作為催化劑，很難獲得必需的轉(zhuǎn)化效率，因此，鉑正成為發(fā)展氫燃料電池的“攔路虎”。
科學(xué)家們解釋道，氫燃料電池的催化過程只發(fā)生在鉑表面，而鉑納米粒子可增加鉑表面積，既節(jié)省材料又能提高電極效率，1公斤納米粒子的表面積相當(dāng)于幾個(gè)足球場(chǎng)。另外，讓鉑和鎳或銅等廉價(jià)金屬相混合，還可以節(jié)省更多鉑。
在這一思路指導(dǎo)下，德國(guó)于利希研究中心（FZJ）和柏林工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家成功研發(fā)出高效的鉑鎳催化劑粒子，用于將氫氣和氧氣轉(zhuǎn)變成水，其中鉑僅為以前用量的1/10。
新催化劑不由以前廣泛使用的圓形納米粒子，而由鉑—鎳合金的正八面體納米粒子組成，正八面體表面的鉑鎳原子擁有獨(dú)特的排列方式，能顯著提高氫氣和氧氣生成水的化學(xué)反應(yīng)速度。
研究人員還使用德國(guó)恩斯特魯斯卡電子顯微學(xué)與電子譜學(xué)中心（ER-C）的超高清電子顯微鏡，對(duì)新納米粒子的原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察。ER-C的馬克·海根博士解釋道：“我們發(fā)現(xiàn)，鎳和鉑原子并非均勻地分布在納米正八面體表面，這可以增加其反應(yīng)活性，不過會(huì)減少其壽命。”
柏林工業(yè)大學(xué)的皮特·斯特拉瑟教授表示：“新研究告訴我們，為獲得最優(yōu)的催化效果，催化劑粒子合適的幾何形狀與其組成及大小一樣重要，我們可借用這一發(fā)現(xiàn)來改進(jìn)用來儲(chǔ)能的功能性材料尤其是催化劑的性能。”
