鉑納米線燃料電池催化劑

        據(jù)外國媒體報道：燃料電池通過化學反應發(fā)電，一個關(guān)鍵的反應是將氧氣與氫氣結(jié)合在一起，同時釋放電子形式的能量，這種轉(zhuǎn)換的速度通常很慢，反應過程一般需要催化劑例如鉑金催化劑的參與。研究團隊開發(fā)了一種浸出工藝，通過該工藝可以生產(chǎn)超細鋸齒鉑納米線，納米線具有非凡的表面活性和高表面積，提供了具有創(chuàng)紀錄的轉(zhuǎn)換率的催化劑。

新發(fā)現(xiàn)為鉑基催化劑的設(shè)計提供了新的思路，由此可以顯著減少所需的鉑量，從而大大降低燃料電池的成本。

鉑是燃料電池反應的至關(guān)重要的催化劑，鉑金的高成本是限制燃料電池大規(guī)模應用的主要因素。鉑催化劑的效率的量度是質(zhì)量活性，可通過催化活性除以鉑的重量計算。研究人員必須實現(xiàn)更高的質(zhì)量活性，以減少所需的鉑使用量并降低燃料電池成本。而提高鉑質(zhì)量活性需要優(yōu)化催化劑的比活性和電化學活性表面積。

加利福尼亞大學洛杉磯分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，可以通過熱退火過程將溶液通過納米線合成技術(shù)轉(zhuǎn)化成鉑-鎳合金納米線。團隊接著通過電化學合金化或浸出將納米線轉(zhuǎn)變成鋸齒狀的鉑納米線。

鋸齒狀納米線表現(xiàn)出每毫克鉑的13.6安培的質(zhì)量活度，這幾乎是先前報告值的兩倍。反應性分子動力學模擬（一種類型的材料的計算機建模）表明，高應力，不協(xié)調(diào)的表面結(jié)構(gòu)相較于其他鉑催化劑結(jié)構(gòu)的松弛表面增強了反應能力。

項目由美國能源部，基礎(chǔ)能源科學辦公室（材料合成和表征）的先進光源，科學用戶設(shè)施辦公室支持，還受到了國家科學基金（電化學研究和理論計算）;和國家自然科學基金（掃描透射電子顯微鏡研究）的相關(guān)支持。

參考文獻：

M. Li, Z. Zhao, T. Cheng, A. Fortunelli, C.Y. Chen, R. Yu, Q. Zhang, L. Gu, B.V. Merinov, Z. Lin, E. Zhu, T. Yu, Z. Jia, J. Guo, L. Zhang, W.A. Goddard III, Y. Huang, and X. Duan, “Ultrafine jagged platinum nanowires enable ultrahigh mass activity for the oxygen reduction reaction [External link] .” Science, 354, 1414 (2016).