倫敦帝國理工學(xué)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(xiàng)技術(shù)得到了更廣泛的應(yīng)用。 氫燃料電池將氫轉(zhuǎn)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(gè)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(chǔ)，鉑催化劑既昂貴又稀有，有助于產(chǎn)生能量反應(yīng)。 現(xiàn)在，由倫敦帝國理工學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)歐洲團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種僅使用鐵、碳和氮（這些廉價(jià)且容易獲得的材料）的催化劑，并表明它可以用于運(yùn)行高性能燃料電池。她的研究結(jié)果最近發(fā)表在《自然催化》雜志上。 帝國理工學(xué)院化學(xué)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(gè)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(bǔ)充道：“我們更便宜的催化劑設(shè)計(jì)應(yīng)該使這成為現(xiàn)實(shí)，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?！薄? 該團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新是生產(chǎn)一種催化劑，其中所有的鐵都以單個(gè)原子的形式分散在導(dǎo)電碳基質(zhì)中。單原子鐵的化學(xué)財(cái)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(yīng)。 這些財(cái)產(chǎn)意味著鐵可以促進(jìn)燃料電池所需的反應(yīng)，并成為鉑的良好替代品。在實(shí)驗(yàn)室測試中，該團(tuán)隊(duì)表明，單原子鐵催化劑的性能接近于真實(shí)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(tuán)隊(duì)的方法還可以應(yīng)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(yīng)物，而不是昂貴的化學(xué)氧化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，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(xué)院化學(xué)系的Asad Mehmood博士表示，對不起，對不起。“我們開發(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(xué)和電化學(xué)過程提供了機(jī)會(huì)。特別是，我們使用了一種稱為金屬轉(zhuǎn)化的獨(dú)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(xué)家。烷烴。" 據(jù)報(bào)道，該團(tuán)隊(duì)已與英國燃料電池催化劑制造商莊信萬豐合作，在一個(gè)合適的系統(tǒng)中測試該催化劑，并希望擴(kuò)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(shí)，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(dāng)。