加州大学研究人员在科学期刊发表质子交换膜燃料电池相关成果

加州大学研究人员在科学期刊发表质子交换膜燃料电池相关成果

中国粉体网讯：美国加州大学洛杉矶分校材料科学与工程系副教授、该研究首席研究员余黄于6月12日在《科学》杂志上发表了该项研究成果。

质子交换膜燃料电池作为一种清洁能源技术，有着广泛的应用，包括用于零排放汽车。燃料电池的工作原理是通过氢燃料和空气中的氧气发生化学反应来产生电能，而产生的副产品是水，而不是传统汽车排放的污染物和温室气体。

质子交换膜燃料电池中发生的化学反应由金属催化。这些化学反应之一是氧化还原反应，通常使用铂作为催化剂。但铂的高成本一直是阻碍燃料电池广泛采用的主要因素。科学家们已经研究了包括铂镍化合物在内的替代催化剂，但迄今为止，尚未找到可行的解决方案。

研究人员利用一种名为“表面掺杂”的表面工程技术，在电池中的铂镍纳米结构表面添加了第三种金属钼，从而制造出了一种效率更高、寿命更长、生产成本更低的燃料电池。这一变化使合金表面更加稳定，并防止了镍和铂随时间流失。

研究发现，铂镍钼表面的纳米结构比目前市场上的铂碳复合催化剂的催化效率提高了81倍。并且这种三金属化合物使用一段时间后，仍能保持95%的催化效率，明显优于铂镍催化剂66%以下的催化效率。

“我们发现，添加第三种过渡金属可显著提高效率和耐久性，并降低成本，”黄教授说道，他也是加州纳米技术研究所的成员。“此外，我们还表明，掺杂技术还可应用于一系列催化剂，为催化剂工程开辟了一条新道路，以寻找用于环境保护、能源生产和化学生产的高效催化剂。”