新型鉑基催化劑能使燃料電池更耐用

　　金屬鉑（Pt）是非常好的燃料電池催化劑，但鉑儲(chǔ)量有限，價(jià)格昂貴，如何提高其原子利用率和反應(yīng)活性，決定了燃料電池能否大規(guī)模應(yīng)用。

　　日前，《科學(xué)》雜志刊發(fā)了一項(xiàng)由蘇州大學(xué)教授黃小青、北京大學(xué)教授郭少軍、美國布魯克黑文國家實(shí)驗(yàn)室蘇東合作的成果，他們?cè)阢K—鉛（PtPb）納米片外，覆蓋了4—6層鉑，這種新型材料具有很高的氧化還原反應(yīng)活性和耐久性。這項(xiàng)成果對(duì)于探索和開發(fā)更好的高性能催化劑，促進(jìn)燃料電池快速發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。

　　燃料電池能量利用率非常高、環(huán)境友好，但是其造價(jià)偏高造成大規(guī)模應(yīng)用受限。車用燃料電池中使用的鉑，占燃料電池成本的40%。此外，鉑材料容易在硫化物或一氧化碳等有害組分的作用下失活，也大大影響了燃料電池的工作壽命。

　　黃小青課題組與國內(nèi)外多個(gè)課題組密切合作，用化學(xué)法成功制備了高質(zhì)量單分散的PtPb納米片。他們發(fā)現(xiàn)4—6個(gè)Pt層能夠非常完美地覆蓋在PtPb納米片表面，形成獨(dú)特的PtPb/Pt核殼結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，Pt(110)表面較強(qiáng)的拉應(yīng)力能夠極大地促進(jìn)氧化還原反應(yīng)性能，使得這種PtPb/Pt核殼結(jié)構(gòu)的催化劑具有非常優(yōu)異的氧化還原反應(yīng)性能。PtPb/Pt核納米盤表面均勻的四層Pt殼保證了這些催化劑的高耐久性，其經(jīng)歷50000次電壓循環(huán)后幾乎無活性衰減，并且沒有明顯的結(jié)構(gòu)和組成變化。難能可貴的是，該催化劑不僅可以作為燃料電池陰極氧化還原反應(yīng)的催化劑，還可以被用來催化陽極反應(yīng)。