科技日報北京4月25日電 （實(shí)習記者張佳欣）英國倫敦帝國理工學(xué)院開(kāi)發(fā)出一種氫燃料電池，它使用的催化劑由鐵而非稀有昂貴的鉑制成，降低了氫燃料電池的成本。該技術(shù)讓氫燃料廣泛部署成為可能，并最終將減少溫室氣體排放推進(jìn)世界走上凈零排放的道路。

氫燃料電池將氫氣轉化為電能，唯一的副產(chǎn)品是水蒸氣，這使它們成為一種有吸引力的綠色替代能源，尤其是對于汽車(chē)行業(yè)。然而，它們的廣泛使用在一定程度上受到了主要部件之一的成本的阻礙。為了促進(jìn)產(chǎn)生電力的反應，燃料電池依賴(lài)于由鉑制成的催化劑，這種催化劑既昂貴又稀缺。

來(lái)自帝國理工學(xué)院化學(xué)系的首席研究員安東尼·庫塞納克教授說(shuō)：“目前，單個(gè)燃料電池成本的60%左右來(lái)自鉑催化劑。要使燃料電池成為化石燃料真正可行的替代品，我們需要降低成本。”

現在，由倫敦帝國理工學(xué)院研究人員領(lǐng)導的一個(gè)歐洲團隊已經(jīng)創(chuàng )造出一種只使用鐵、碳和氮，這種廉價(jià)且容易獲得的材料作催化劑，并表明它可以用來(lái)在高功率下運行燃料電池。他們的研究結果25日發(fā)表在《自然·催化》雜志上。

在這種新型催化劑中，所有的鐵都以單原子的形式分散在導電碳基質(zhì)中。其中所有原子都聚集在一起，使其更具反應性。這些特性意味著(zhù)鐵促進(jìn)了燃料電池所需的反應，是鉑的良好替代品。在實(shí)驗室測試中，該團隊表明，在真實(shí)的燃料電池系統中，單原子鐵催化劑的性能接近鉑基催化劑。

此外，該團隊開(kāi)發(fā)的方法還可以適用于除燃料電池之外的其他應用，例如使用大氣中的氧氣而非昂貴的化學(xué)氧化劑作為反應物的化學(xué)反應，以及使用空氣去除有害污染物的廢水處理。

第一作者、帝國理工學(xué)院化學(xué)系的阿薩德·馬哈茂德博士說(shuō)：“我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新的方法來(lái)制造一系列‘單原子’催化劑，這為一系列新的化學(xué)和電化學(xué)過(guò)程提供了機會(huì )。具體而言，我們使用了一種被稱(chēng)為‘金屬轉移’的合成方法，避免了在合成過(guò)程中形成鐵簇。這一過(guò)程或許對其他希望制備類(lèi)似催化劑的科學(xué)家有所助益。”