更便宜的氢燃料电池意味着更好的绿色能源选择

氢燃料电池将氢气转化为电能，水蒸气是唯一的副产物，这使它们成为一种有吸引力的绿色便携式电源替代品，尤其是对汽车而言。

然而，它们的广泛使用在一定程度上受到了一种主要组件成本的阻碍。为了促进产生电力的反应，燃料电池依赖于一种由铂制成的催化剂，这种催化剂既昂贵又稀缺。

现在，由伦敦帝国理工学院的研究人员领导的一个欧洲团队只用铁、碳和氮制造了一种催化剂，这些材料既便宜又容易获得，并表明它可以用于高功率运行燃料电池。他们的研究结果发表在催化性质．

首席研究员安东尼·库切纳克教授来自帝国理工学院化学系的教授说:“目前，单个燃料电池成本的60%左右是用作催化剂的铂。例如，为了使燃料电池成为化石燃料动力汽车的真正可行替代品，我们需要降低成本。

“我们更便宜的催化剂设计应该使这成为现实，并允许部署更多使用氢气作为燃料的可再生能源系统，最终减少温室气体排放，使世界走上净零排放的道路。”

熨斗

该团队的创新之处在于生产了一种催化剂，在这种催化剂中，所有的铁都以单个原子的形式分散在导电碳基质中。单原子铁与体铁的化学性质不同，体铁的所有原子都聚集在一起，使其反应性更强。

这些特性意味着铁能促进燃料电池中所需的反应，是铂的良好替代品。在实验室测试中，该团队表明，单原子铁催化剂在真实燃料电池系统中的性能接近铂基催化剂。

除了为燃料电池生产更便宜的催化剂外，该团队开发的方法还可以适用于其他过程的其他催化剂，例如使用大气中的氧气作为反应物而不是昂贵的化学氧化剂的化学反应，以及使用空气去除有害污染物的废水处理。

独特的合成方法

第一作者Asad Mehmood博士来自帝国理工学院化学系的教授说:“我们已经开发了一种新的方法来制造一系列‘单原子’催化剂，这为一系列新的化学和电化学过程提供了机会。”

“具体来说，我们使用了一种独特的合成方法，称为金属转化，以避免在合成过程中形成铁簇。这个过程应该对其他希望制备类似类型催化剂的科学家有益。”

该团队与英国燃料电池催化剂制造商庄信万丰(Johnson Matthey)合作，在适当的系统中测试催化剂，并希望扩大他们的新催化剂的规模，以便将其用于商业燃料电池。与此同时，他们正在努力提高催化剂的稳定性，使其在耐用性和性能上与铂相匹配。