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可在燃料电池中使用的分子催化剂

2019/10/15 12:30:303289

据国外网站报道：在追求高效、廉价储存使用能源的道路上，铂及其他贵金属催化剂担任着重要角色。由于贵金属稀缺并且昂贵的缺点，研究人员一直在寻找可替代催化剂。

2015年6月15日ACS出版了来自威斯康星大学麦迪逊分校的化学家的一篇文章。作者介绍了一种可以用在燃料电池中的分子催化剂，这种催化剂可以替代固体催化剂，不含有金属元素。虽然分子催化剂在之前被研究过，但是活性远远不如传统的铂催化剂。

燃料电池的原理是氧气与氢气分别在阴阳极上反应产生电能，催化剂用来加速反应。研究人员从先前对有氧氧化反应的催化剂研究中获得灵感，他们意识到有氧氧化与燃料电池中的氧化反应非常相似，所以他们想看看有氧氧化的研究方法是否可以移用到燃料电池中。

这种催化剂由四甲基哌啶和NOx组成，这两种分子配合的很好，分别与电极及氧气反应。由于研究方法涉及到气液固三相，所以将想法付诸现实不是一个小工程，研究人员在安装电池测试之前花了数月时间优化催化剂的组成。这次研究首次将分子催化剂的活性提高到与铂旗鼓相当；不仅如此，还可以通过优化分子催化剂的结构来获得更高的活性。相信不久的将来贵金属催化剂将会被各种廉价催化剂所取代。