氫燃料電池汽車是以氫氣為燃料的新能源清潔動(dòng)力汽車，具有“零”排放、能量轉(zhuǎn)化效率高的顯著優(yōu)勢，是未來新能源汽車發(fā)展的主要方向之一。然而現(xiàn)階段，制約氫燃料電池汽車的推廣和普及的關(guān)鍵難題之一就是氫燃料電池的CO中毒問題。

針對(duì)該關(guān)鍵性科學(xué)難題，在“大科學(xué)裝置前沿研究”重點(diǎn)專項(xiàng)等的支持下，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的路軍嶺、韋世強(qiáng)及楊金龍等研究組聯(lián)合攻關(guān)，利用原子層沉積技術(shù)，首次在SiO2擔(dān)載的Pt金屬納米顆粒表面精準(zhǔn)構(gòu)筑出單原子分散的Fe1(OH)x物種，制備出一種新型的Fe1(OH)x-Pt界面催化劑，實(shí)現(xiàn)了在-75°C至110°C的超寬溫度區(qū)間內(nèi)100%的選擇性CO去除，突破了現(xiàn)有CO氧化反應(yīng)中催化劑工作溫度高和溫區(qū)窄的兩大瓶頸限制。

該工作中，研究人員通過原位同步輻射X射線吸收譜分析，證實(shí)在CO氧化反應(yīng)氣氛中Fe1(OH)x物種的結(jié)構(gòu)是Fe1(OH)3。并通過理論計(jì)算，進(jìn)一步確定了Fe1(OH)3在Pt表面上的空間構(gòu)型，深入揭示了其催化反應(yīng)機(jī)理。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然》(Nature)期刊上。

該研究工作為氫燃料電池汽車的“心臟”提供了一種全方位的有效保護(hù)手段，解決了在各種極端氣候條件下頻繁冷啟動(dòng)和連續(xù)運(yùn)行期間的CO中毒問題，為該類汽車的未來推廣掃清了重大障礙。