中国科大研制出直径1纳米的纳米线催化剂

(记者杨)近日，中国科学技术大学合肥微尺度材料科学国家研究中心曾杰教授与湖南大学黄教授课题组共同研制出一种具有优异催化活性和稳定性的质子交换膜燃料电池阴极催化剂。最近，研究结果发表在《美国化学学会杂志》上。

质子交换膜燃料电池具有零排放、高能效、功率可调等优点。它是未来电动汽车最理想的驱动电源。然而，阴极端氧还原反应的动力学过程非常缓慢，需要使用大量贵金属铂纳米催化剂来维持高效运行，这使得成本高且大规模商业应用受到限制。

提高氧还原反应中铂基催化剂的质量活性和催化稳定性是降低贵金属铂含量的一种途径。研究人员已经通过精细地调整铂基催化剂的尺寸、大小和组分来开发超细铂-镍-铑三元金属纳米线催化剂。纳米线的直径只有1纳米，纳米线表面的铂原子与总铂原子的比例高于50%，表现出极高的原子利用率，为高催化质量活性提供了结构基础。

氧还原催化试验表明，碳载超细铂-镍-铑三元金属纳米线催化剂的质量活性是目前市售铂-碳纳米线催化剂的15.2倍。同时，催化剂在氧气气氛中循环使用10000次后，质量活性性能损失仅为12.8%，而目前市售的碳载铂纳米催化剂在相同使用条件下质量活性性能损失达到73.7%。

相关文件信息:DOI: 10.1021/jacs.8b08836

中国科学新闻(2018-12-11第四版综合)