前沿科技之高穩(wěn)定性核殼結構的鉑鈀催化劑

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11月10日，美國能源部布魯克海文國家實驗室的科學家宣布，已經開發(fā)出一種應用于汽車燃料電池的新型催化劑。研究成果已經發(fā)表于11月8日出版的《Angewandte Chemie, International Edition》上。
該催化劑由鈀（或鈀-金合金）納米粒子核心及圍繞在其周圍的鉑單層殼體組成。這種具有核殼結構的新催化劑在氧化和還原反應中，來自核心的鈀比鉑更有活性，可最大限度地減少磨損，還可保持高度的活性。
穩(wěn)定性試驗表明，經過10萬次潛在循環(huán)周期，鉑單層/鈀核心催化劑的活性仍能保持非常高，活性僅減少了37%。添加金可進一步提高催化劑穩(wěn)定性，鈀-金合金芯制成的鉑單層催化劑在20萬次循環(huán)試驗后，仍能保持近70%的活性。這種催化劑非常實用，超越了美國能源部2010-2015年目標。
釆用新型催化劑制作的燃料電池，每輛汽車只需要10 g左右鉑，鈀不到20g。目前，用于處理尾氣的催化轉化器中，要使用5-10g的鉑。由于燃料電池為動力的汽車將不排放廢氣，就不再需要這種催化轉化器，因此鉑的使用量不會出現凈增長。
鉑單層催化劑不僅可用于汽車燃料電池，還具有廣泛的適用性，可擴展應用于其他貴金屬基催化劑中。