科学家们表示，由铂和镁制成的新型燃料电池催化剂具有卓越的效率和耐用性，有可能改变清洁能源技术。
燃料电池的示意图
为了改变清洁能源技术，大邱庆北科学技术研究院（Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology）的科学家们创造了一种铂镁燃料电池催化剂。这种新型催化剂使用了世界上第一种铂镁合金纳米颗粒，预计将具有高效和耐用的特点，有可能极大地改进清洁能源技术。该研究发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。
加快反应速度（Speeding up reactions）
燃料电池结合氢气和氧气来发电。铂是一种昂贵的催化剂，可加速这种反应。通过在新型催化剂的合金中加入镁，该设计不仅降低了成本，还提高了燃料电池的效率和寿命。
这是一项重大成就，因为多年来，研究人员一直知道铂合金与碱土金属的高催化活性和稳定性为燃料电池带来了巨大的潜力。然而，鉴于碱土金属极高的负还原电位，以纳米颗粒形式制造这些合金的挑战直到现在仍然是一个重大障碍。
在这项研究中，Jong-Sung Yu 教授及其合作者通过系统的溶液相方法克服了这一难题。
这项新技术有何特别之处？德克萨斯大学奥斯汀分校进行了支持性理论研究解释说，铂和镁之间的关系非常牢固，可以防止合金随着时间的推移而降解。因此，催化剂能在更长的时间内保持有效，这对各种应用都至关重要。理论研究表明，活性源于金属间核心和富含铂的外壳之间的配体和应变效应的结合，而稳定性则源于合金中镁的高空位形成能。
超于绩效目标（Surpasses performance target）
实际测试表明，这种新型合金超过了美国能源部为燃料电池制定的 2025 年性能目标，显示出其高效率和长期稳定性。
领导这项研究的 Jong-Sung Yu 教授解释说："大多数燃料电池催化剂都在耐久性和成本方面存在问题，但通过克服合成难题，我们的铂镁纳米粒子将铂的优异反应速度与镁的耐久性和经济性结合起来，解决了这些问题。”
“这是朝着创造更高效、更可持续的燃料电池迈出的重要一步。”
这项研究的第一作者 Caleb Gyan-Barimah 说："这项新进展不仅使燃料电池工作得更好，还为在制氢和其他电化学反应等其他能源技术中使用铂镁纳米粒子铺平了道路。”
随着世界向可持续能源转变，类似的创新至关重要。在这方面，研究人员的重点是改进合金成分和扩大生产规模，使这些先进材料更广泛地应用。
他们下一步的工作包括改进合金、探索制造方法，以及与企业和政府合作，将这些创新成果推向市场。这项研究为扩大铂合金区域，将纳米颗粒形式的碱土金属包括在内提供了新的机会。由于合成困难，这一领域很少有人涉足。
来源：榆镁观察
