燃料电池技术的新进展：耐用性与效率的双重突破

来自 实验室仪器网

研究人员发明了一种技术，可以显著提高合金催化剂的耐久性，而合金催化剂是燃料电池的重要组成部分。通过在合金结构中添加氮，该团队解决了铂催化剂成本高和耐久性低的问题，这是质子交换膜燃料电池(PEMFC)商业化用于环保汽车的两个重大障碍。这项研究发表在《化学学会杂志》上。

随着国际上氢燃料电池商业化进程的不断升温，科学家们正更加专注于解决重大技术难题。铂钴（PtCo）合金在潜在解决方案中表现出色，但其高成本和耐用性问题（主要是由于钴易溶解）限制了其长期使用。

为了解决这些问题，余教授团队发明了一种新型合成技术，将氮掺入PtCo合金中。通过钴氮键稳定钴，从而防止其溶解，这种氮掺杂技术大大提高了合金的耐用性。

该技术通过降低所需铂的数量同时保持高性能和耐用性，为低铂、高稳定性燃料电池的商业化打开了大门。由于钴-氮键合，新创建的氮掺杂PtCo合金在合金内部和表面表现出显着的结构稳定性和有序的PtCo结构。

根据计算化学分析，这种强的钴-氮键使钴的溶解能提高了约两倍，大大提高了其在合金中的稳定性。在加速耐久性评估中，该合金在性能和寿命方面优于商业催化剂。

此次的研究重点是解决现有合金的耐久性限制，以显著提高燃料电池的性能。通过将具有出色初始性能的铂钴合金应用于实际燃料电池，开发了一种既能满足氢燃料电池寿命又能满足效率要求的技术。希望这一成就将有助于使氢燃料电池成为汽车、船舶、航空和发电等各种应用领域的可持续能源解决方案。

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