德國柏林工業(yè)大學研究人員和來自美國的學者合作，共同研發(fā)出一種新型鉑合金，這種新型催化劑可節(jié)約大量的貴金屬鉑，使氫燃料電池的化學反應成本降低80％，這項研究成果刊登于最新一期《自然·化學》雜志。

作為新型清潔能源之一的氫燃料電池，除可替代傳統(tǒng)車用柴油和汽油發(fā)動機外，還可廣泛用于電力供應，以及便攜式電子設備，如筆記本電腦。氫燃料電池的工作原理實際上是個電化學過程，在這個過程中氫氣和氧氣結合，釋放出電和水，不會對環(huán)境造成任何污染。為了使這個過程快速和高效，需要使用大量貴金屬鉑作為催化劑。然而鉑材料昂貴，而且是稀有資源，因此，發(fā)展氫燃料電池的關鍵是研發(fā)可替代鉑的高效廉價催化劑。

研究人員將鉑與銅混合，然后從鉑銅合金中去除部分銅，形成直徑只有幾納米的球狀鉑銅催化劑顆粒，這種球狀鉑銅顆粒里面是銅，外殼是只有幾個原子厚度的鉑，從而極大減少了鉑的使用量。研究人員證實，通過銅鉑金屬混合和去除部分銅的過程，可使催化劑合金顆粒表面鉑原子的排列密度比普通鉑緊密得多。這種反常結構減少了這些顆粒上氧原子的結合力，使鉑合金催化劑比純鉑催化劑性能更好，讓氫燃料電池制造成本大大降低。

研究人員的進一步試驗證明，催化劑表面金屬鉑結構的改變，可以優(yōu)化催化劑的活性。該項目負責人彼得·斯特拉瑟指出，類似的結構變化也適用其他的貴金屬，對降低使用貴金屬的化學過程成本具有普遍意義。研究人員將進一步研究鉑與其他非貴金屬的結合效果，以期找到性能更加優(yōu)良的催化劑。