【新型燃料电池研究获突破】质子交换膜燃料电池效率高、功率大、零碳排放,特别适合重型卡车和低空运输。
但这类场景对催化剂的性能和寿命要求极高。铂基金属间化合物催化剂虽然活性和耐久性出色,却面临一个难题:小尺寸、高有序度、高负载量等关键指标往往“按下葫芦浮起瓢”,传统方法难以兼顾。
中国科学院化学研究所科研团队另辟蹊径,开发了一种不依赖载体的“胶束限域”合成新策略。简单说,就是用嵌段共聚物胶束把金属前驱体精准“关”起来,高温下持续保护,最终造出小尺寸(3nm-5nm)、高有序度(80%-97%)、高负载密度(铂含量达77wt%)且分布均匀的铂基金属间化合物,组分和载体还能灵活调整。
用这招做出的Pt₃Co催化剂,在重载车模拟老化9万圈后,比功率密度仍保持98.4%,预测寿命超24万小时。这意味着燃料电池离重卡商业化更近一步,也为更多高性能催化材料打开新大门。
相关研究成果发表在《自然-催化》(Nature Catalysis)上。中国科普博览
