元素百科本文介绍了燃料电池铂催化剂研究的突破，将整体催化活性提高50多倍。由湖南大学和清华大学访问教授、加州大学洛杉矶分校化学系教授段马峰和材料系教授黄玉领导的国际研究团队，包括中国、美国和意大利科学家，开发了锯齿形超细铂纳米催化剂，大大提高了燃料电池催化剂的表面活性和比表面积，整体催化活性提高了50倍以上。
燃料电池汽车受阻的原因
燃料电池汽车因零排放和高能效而备受关注，但由于燃料电池价格高，推广受阻。其中一个重要原因是它需要昂贵的铂作为催化剂。据段介绍，铂的催化活性取决于表面活性和比表面积。过去，研究主要从改善铂的化学环境等方面改善其表面活性，或通过调整铂的纳米结构等几何手段改善其比表面积。
“材料的催化活性通常与表面原子结构有关。材料越小，参与化学反应的表面原子越多，但材料的稳定性越差，表面活性或比表面积往往因团聚而丧失。”段说，该研究的突破是“首次实现最高的比表面积和表面活性”。
锯齿状超细纳米线降低了燃料电池的成本
研究人员告诉记者，锯齿状超细纳米线具有作为高效电化学催化剂的几个特点。首先，锯齿形表面缺陷结构和特殊化学环境可以有效降低反应活化能，大大提高表面催化活性。此外，其特殊的一维纳米线结构可以有效地降低超细纳米结构的团聚概率，从而提供超高、稳定的比表面积。同时，一维纳米结构优异的导电性及其与催化剂载体的“多点接触”可以优化电化学反应电子运输过程，提高铂催化剂的利用效率。
据报道，该结果将大大降低燃料电池的成本，具有广阔的应用前景。同时，该研究方法对类似纳米催化剂的研究也具有广泛的参考意义。
