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據外國媒體報道：布朗大學的研究人員開發(fā)出一種新型合金催化劑，既能減少鉑的使用，又能在燃料電池測試中保持良好狀態(tài)。根據Joule期刊所述的測試結果顯示，催化劑在反應性和耐久性方面均超過了美國能源部（DOE）2020年的目標。

合金催化劑的耐久性是催化劑領域的一個大問題，合金初的性能優(yōu)于純鉑，但在燃料電池內部，催化劑的非貴金屬部分會被氧化并迅速浸出。

為了解決這一浸出問題，Li和他的同事開發(fā)了具有特殊結構的合金納米粒子。顆粒具有純鉑外殼，其內部是交替的鉑和鈷原子層制成的核心。

這種分層核心結構是催化劑反應性和耐久性的關鍵。核心中原子的分層排列有助于平滑和收緊外殼中的鉑晶格，這增加了鉑的反應性，同時保護鈷原子不會在反應過程中被消耗。這就是為什么這些顆粒比隨機排列的金屬原子的合金顆粒表現得更好。

研究人員測試了催化劑進行氧還原反應的能力，這對燃料電池的性能和耐久性至關重要。在質子交換膜（PEM）燃料電池的一側，從氫燃料中剝離的電子產生驅動電動機的電流。在電池的另一側，氧原子吸收這些電子以完成電路。這是通過氧還原反應完成的。

初步測試表明，催化劑在實驗室環(huán)境中表現良好，優(yōu)于更傳統(tǒng)的鉑合金催化劑。新催化劑在30,000次電壓循環(huán)后保持其活性，而傳統(tǒng)催化劑的性能顯著下降。

測試表明，該催化劑超越了能源部（DOE）為初始活動和長期耐久性設定的目標。美國能源部要求催化劑到2020年初始活性為每毫克鉑0.44安培，30,000次電壓循環(huán)后活性至少為0.26安培/毫克（大約相當于燃料電池汽車使用5年）。新催化劑的測試表明，它具有0.56安培/毫克的初始活性和30,000循環(huán)0.45安培后的活性。

研究人員申請了關于催化劑的臨時專li，他們希望繼續(xù)開發(fā)和改進催化劑。