布法罗大学发现新的铁催化剂可降低氢燃料电池成本

据国外媒体报道，纽约州立大学布法罗分校发现，将铁与氮和碳结合起来，可以生产出高效、耐用和廉价的燃料电池催化剂。

该研究的主要作者、布法罗大学工程与应用科学学院化学和生物工程教授吴刚博士说:“我们一直在做这项研究，这一发现可能是一项重大突破，最终将有助于释放氢燃料电池的巨大潜力。”

根据美国能源部的说法，燃料电池像电池一样工作，但它们不会耗尽电力，也不需要充电。只要提供燃料，它们就会发电和发热。

长期以来，燃料电池吸引了科学家和环保主义者，因为它们只需要提供燃料来发电和发热。与内燃机相比，燃料电池具有更低或零排放，广泛用于为车辆、发电厂、建筑物和其他系统提供动力。

目前，燃料电池最好的催化剂是六种贵金属，也称为铂族金属。虽然有效且耐用，但是这些金属由于其稀有性而非常昂贵。因此，科学家正在寻找更便宜的替代品。

替代品之一是铁基催化剂。铁资源丰富，价格便宜，但性能不如铂。特别是，铁缺乏承受燃料电池内部高腐蚀性和氧化性环境的耐久性。

为了解决这个问题，研究小组将四个氮原子与铁结合。然后，研究人员将该材料嵌入到几层石墨烯中，并精确控制局部几何形状和化学结构。

所获得的结构是大大改进的催化剂。研究小组报告了如下催化剂:

被认为是迄今为止生产的最有效的铁基催化剂，超过美国能源部2025年的电流密度目标；接近铂族催化剂的耐久水平。

“所有这些都表明，铁基催化剂具有降低燃料电池特别是氢燃料电池成本的潜力，从而实现商业应用，”吴博士说。研究人员仍在计划后续研究，以进一步改善催化剂。"