氫燃料電池迎重大突破！新型碳涂層鎳陽極有望取代貴金屬 成本大降

財聯社（上海，編輯 黃君芝）訊，據報道，美國康奈爾大學（Cornell University）的研究人員發現，一種摻氮、碳涂層的鎳陽極可以催化氫燃料電池中的一個重要反應，而其成本僅為目前使用的貴金屬的一小部分。

這項新發現可能會加速氫燃料電池的廣泛應用。氫燃料電池作為一種高效、清潔的能源，在汽車和其他應用領域有著巨大的前景。這是Héctor D. Abrua實驗室的一系列發現之一，他們正在尋找堿性燃料電池中使用的活性、廉價、耐用的催化劑。

研究人員表示，“這一發現在使用高效、清潔的氫燃料電池代替化石燃料方面取得了進展。”這項研究成果已于近期發表在了《美國國家科學院院刊》上。

目前，氫燃料電池需要昂貴的貴金屬，如鉑，以有效地催化它們用來發電的反應。盡管堿性聚合物電解質膜燃料電池（APEMFC）能夠使用非貴金屬電催化劑，但它們缺乏必要的性能和耐久性來取代貴金屬基系統。

燃料電池通過氫氧化反應（HOR）和氧還原反應（OOR）發電。研究人員表示，鉑是這兩種反應的典型催化劑，因為它能有效地催化它們，并且在質子交換膜燃料電池的酸性環境中耐用。

那其他材料呢？研究人員寫道，最近的非貴金屬HOR電催化劑實驗需要克服兩個主要挑戰：由于氫鍵能太強而導致的固有活性低，以及由于金屬氧化物生成迅速鈍化而導致的耐久性差。

為了克服這些挑戰，研究人員設計了一種鎳基電催化劑，該催化劑具有摻氮碳制成的2納米外殼。

他們的氫燃料電池有一個陽極（氫被氧化的地方）催化劑，由一個固體鎳核組成，由碳殼包圍。當與鈷錳陰極（氧氣被還原）配對時，產生的完全不含貴金屬的氫燃料電池每平方厘米輸出超過200毫瓦。

研究人員說，鎳電極表面鎳氧化物的存在大大減緩了氫氧化反應。氮摻雜碳涂層起到了保護層的作用，增強了HOR動力學，使反應速度更快，效率更高。

此外，石墨烯涂層在鎳電極上的存在阻止了鎳氧化物的形成，從而大大提高了電極的壽命。這些電極對一氧化碳的耐受性也要強得多，因為一氧化碳會迅速“毒害”鉑。

“這種新型陽極的使用將大大降低價格，使堿性燃料電池在更廣泛的領域得到應用。”他們補充說。

本文轉自:科創板日報