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2010-07-24 12:09 |
德国柏林工业大学研究人员和来自美国的学者合作，共同研发出一种新型铂合金，这种新型催化剂可节约大量的贵金属铂，使氢燃料电池的化学反应成本降低80%，这项研究成果刊登于《自然—化学》杂志。
作为新型清洁能源之一的氢燃料电池，除可替代传统车用柴油和汽油发动机外，还可广泛用于电力供应，以及便携式电子设备，如笔记本电脑。氢燃料电池的工作原理实际上是个电化学过程，在这个过程中氢气和氧气结合，释放出电和水，不会对环境造成任何污染。为了使这个过程快速和高效，需要使用大量贵金属铂作为催化剂。然而铂材料昂贵，而且是稀有资源，因此，发展氢燃料电池的关键是研发可替代铂的高效廉价催化剂。
研究人员将铂与铜混合，然后从铂铜合金中去除部分铜，形成直径只有几纳米的球状铂铜催化剂颗粒，这种球状铂铜颗粒里面是铜，外壳是只有几个原子厚度的铂，从而极大减少了铂的使用量。研究人员证实，通过铜铂金属混合和去除部分铜的过程，可使催化剂合金颗粒表面铂原子的排列密度比普通铂紧密得多。这种反常结构减少了这些颗粒上氧原子的结合力，使铂合金催化剂比纯铂催化剂性能更好，让氢燃料电池制造成本大大降低。
研究人员的进一步试验证明，催化剂表面金属铂结构的改变，可以优化催化剂的活性。该项目负责人彼得·斯特拉瑟指出，类似的结构变化也适用其他的贵金属，对降低使用贵金属的化学过程成本具有普遍意义。研究人员将进一步研究铂与其他非贵金属的结合效果，以期找到性能更加优良的催化剂。 |
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