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中新社北京1月25日電(記者孫自法)記者25日從中國科學院大連化學物理研究所獲悉,該所包信和院士領銜的科研團隊,創造性地給金屬鐵納米催化劑穿上碳納米層“鎧甲”(豆莢狀碳納米管),極大提高了鐵基催化劑在燃料電池中的穩定性和抗中毒能力,爲未來非貴金屬催化劑最終在燃料電池中的應用指明方向。
中國科學家這一研究成果被《德國應用化學》選爲重要進展,發表於爲慶祝該刊物創辦125週年即2013年第一期編髮的特刊上。
據介紹,在燃料電池領域,目前使用性能相對穩定的金屬鉑作爲電極催化劑,然而,鉑的稀缺與昂貴大大限制了燃料電池的大規模推廣應用。因此,用“廉金屬”替代“貴金屬”催化劑成爲該技術發展瓶頸,也是燃料電池領域的研究熱點和前沿科學。
金屬鐵是一種儲量豐富的元素,也是被認爲最有希望替代燃料電池電極材料中鉑的元素之一,但鐵原子較活潑,極易被過度氧化形成沒有活性的高價氧化鐵,將其製成電極材料後,在燃料電池工作的酸性條件下,低價鐵原子被迅速過度氧化並溶解而失去催化反應活性,進而使燃料電池無法工作。
中科院大連化物所科研人員經過多年研究,成功將金屬鐵納米粒子限域到具有豆莢狀結構的碳納米管的管腔中,相當於給容易“受傷害”金屬鐵納米粒子“穿”上一副由碳納米管制成的“鎧甲”,實現燃料電池在酸性環境中穩定運行,並顯著提高其在實際運行中的抗中毒能力,從而在根本上解決納米金屬鐵作爲燃料電池陰極催化劑的穩定性難題。
專家稱,這項研究成果不僅爲燃料電池催化劑的貴金屬替代研究提供有效途徑,而且催化劑“穿鎧甲”概念將對未來苛刻條件下運行的催化劑設計和製備開闢新方向,進而爲燃料電池的大規模應用帶來全新希望和曙光。(完)
(來源:中國新聞網)