倫敦帝國理工學院的研究人員開發(fā)了一種新的氫燃料電池，它使用鐵來代替稀有昂貴的鉑，使這項技術得到了更廣泛的應用。 氫燃料電池將氫轉化為電，而副產(chǎn)品僅為水蒸氣，這使其成為一種有吸引力的綠色便攜式電力替代品，尤其是汽車。然而，其中一個主要部件的高成本阻礙了廣泛接受。這種燃料電池以鉑催化劑為基礎，鉑催化劑既昂貴又稀有，有助于產(chǎn)生能量反應。 現(xiàn)在，由倫敦帝國理工學院的研究人員領導的一個歐洲團隊開發(fā)了一種僅使用鐵、碳和氮（這些廉價且容易獲得的材料）的催化劑，并表明它可以用于運行高性能燃料電池。她的研究結果最近發(fā)表在《自然催化》雜志上。 帝國理工學院化學系首席研究員安東尼·庫捷爾納克教授表示：“目前，用于催化劑的鉑約占單個燃料電池成本的60%。為了使燃料電池成為化石燃料汽車真正可行的替代品，我們需要削減成本?！? 他補充道：“我們更便宜的催化劑設計應該使這成為現(xiàn)實，并允許部署更多的以氫氣為燃料的可再生能源系統(tǒng)，最終減少溫室氣體排放，使世界走上凈零排放的道路。”。 該團隊的創(chuàng)新是生產(chǎn)一種催化劑，其中所有的鐵都以單個原子的形式分散在導電碳基質中。單原子鐵的化學財產(chǎn)不同于松散鐵。大塊鐵的所有原子都被收集起來，單原子鐵更有可能發(fā)生反應。 這些財產(chǎn)意味著鐵可以促進燃料電池所需的反應，并成為鉑的良好替代品。在實驗室測試中，該團隊表明，單原子鐵催化劑的性能接近于真實燃料電池系統(tǒng)中鉑基催化劑的性能。 除了生產(chǎn)更具成本效益的燃料電池催化劑外，該團隊的方法還可以應用于其他工藝中的催化劑，例如使用大氣中的氧氣作為反應物，而不是昂貴的化學氧化劑進行化學反應，以及用空氣處理廢水以去除有害污染物。 該論文的第一作者、帝國理工學院化學系的Asad Mehmood博士表示，對不起，對不起?！拔覀冮_發(fā)了一種新的方法來生產(chǎn)一系列‘單原子’催化劑，這為許多新的化學和電化學過程提供了機會。特別是，我們使用了一種稱為金屬轉化的獨特合成方法，以避免在合成過程中形成鐵簇。其他想要制備類似催化劑的科學家。烷烴。" 據(jù)報道，該團隊已與英國燃料電池催化劑制造商莊信萬豐合作，在一個合適的系統(tǒng)中測試該催化劑，并希望擴大其新型催化劑的規(guī)模，使其可用于商業(yè)燃料電池。同時，他們正在努力提高催化劑的穩(wěn)定性，使其在耐久性和性能方面與鉑相當。