中國科大曾杰教授課題組與湖南大學(xué)黃宏文教授合作，研制出一種兼具優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性的質(zhì)子交換膜燃料電池陰極催化劑。該成果11月28日發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上。

質(zhì)子交換膜燃料電池是未來電動汽車理想的電源。但質(zhì)子交換膜燃料電池的陰極端氧還原反應(yīng)的動力學(xué)十分緩慢，一般需要使用大量貴金屬鉑納米催化劑，這使得質(zhì)子交換膜燃料電池成本十分高昂。

在鉑基催化劑中，提高鉑基催化劑在氧還原反應(yīng)中的質(zhì)量活性和催化穩(wěn)定性，是降低貴金屬鉑用量的途徑。該項目研究人員通過精細調(diào)控鉑基催化劑的維度、尺寸、組分，研制出超細的鉑鎳銠三元金屬納米線催化劑。由于該納米線的直徑僅有1納米，其表面鉑原子占整體鉑原子比率高于50%，展現(xiàn)了超高的原子利用率，為高的催化質(zhì)量活性提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。氧還原催化測試表明，碳負載的超細鉑鎳銠三元金屬納米線催化劑的質(zhì)量活性，是目前商用鉑碳納米催化劑的15.2倍。同時，這種催化劑在氧氣氣氛下循環(huán)使用1萬次后，只有12.8%的質(zhì)量活性性能損失，而目前商用碳負載型的鉑納米催化劑在氧氣氣氛下循環(huán)使用1萬次后，質(zhì)量活性性能損失達73.7%。