科技日報北京8月16日電 （實習記者張佳欣）盡jin管guan氫qing燃ran料liao是shi一yi種zhong很hen有you前qian景jing的de化hua石shi燃ran料liao替ti代dai品pin
，然ran而er其qi發fa電dian依yi賴lai的de催cui化hua劑ji主zhu要yao由you稀xi有you昂ang貴gui的de金jin屬shu鉑bo組zu成cheng
，這zhe限xian製zhi了le氫qing燃ran料liao的de廣guang泛fan商shang業ye化hua。據ju16日發表於《自然·納米技術》雜誌的論文

，美國加州大學洛杉磯分校研究人員報告了一種方法，使他們能夠達到並超過美國能源部（DOE）設定的高催化劑性能、高穩定性和低鉑使用率的目標。

這項破紀錄的技術使用了鉑鈷合金的微小晶體
，每個晶體都嵌在由石墨烯製成的納米袋中。

與DOE催化劑標準相比，石墨烯包裹合金產生了非凡的結果：催化活性提高75倍；功率提高65%；在燃料電池預期壽命結束時
，催化活性提高約20%；在模擬使用6000—7000小時後
，功率損失降低了約35%，首次超過了5000小時的目標；每輛車所需的鉑金幾乎減少了40%。

如今，全球鉑及類似金屬總供應量的一半用於化石燃料驅動的汽車的催化轉換器
，這種成分可以降低其排放物的有害性。每輛車需要2—8克鉑。相比之下
，目前的氫燃料電池技術每輛車消耗約36克鉑。而研究團隊測試的最低鉑負荷下，每輛氫動力汽車隻需要6.8克鉑。

那麼
，研究人員是如何從更少的鉑中獲得更多能量的呢？他們將鉑基催化劑分解成平均3納na米mi長chang的de顆ke粒li。更geng小xiao的de顆ke粒li意yi味wei著zhe更geng大da的de表biao麵mian積ji，也ye意yi味wei著zhe更geng多duo發fa生sheng催cui化hua活huo性xing的de空kong間jian。然ran而er，較jiao小xiao的de顆ke粒li往wang往wang會hui擠ji在zai一yi起qi形xing成cheng較jiao大da的de顆ke粒li。

研究團隊通過在2D材(cai)料(liao)石(shi)墨(mo)烯(xi)中(zhong)裝(zhuang)載(zai)他(ta)們(men)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)顆(ke)粒(li)來(lai)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)限(xian)製(zhi)。與(yu)煤(mei)或(huo)鉛(qian)筆(bi)芯(xin)中(zhong)常(chang)見(jian)的(de)散(san)裝(zhuang)碳(tan)相(xiang)比(bi)，這(zhe)種(zhong)薄(bo)碳(tan)層(ceng)具(ju)有(you)驚(jing)人(ren)的(de)容(rong)量(liang)，可(ke)高(gao)效(xiao)地(di)導(dao)電(dian)和(he)導(dao)熱(re)
，是(shi)類(lei)似(si)厚(hou)度(du)的(de)鋼(gang)強(qiang)度(du)的(de)100倍。

他ta們men的de鉑bo鈷gu合he金jin被bei還hai原yuan成cheng顆ke粒li。在zai集ji成cheng到dao燃ran料liao電dian池chi之zhi前qian
，這zhe些xie顆ke粒li被bei石shi墨mo烯xi納na米mi袋dai包bao圍wei，納na米mi袋dai還hai充chong當dang了le一yi種zhong防fang止zhi顆ke粒li遷qian移yi的de錨mao，這zhe正zheng是shi商shang用yong車che所suo需xu的de耐nai久jiu性xing水shui平ping所suo必bi需xu的de。與yu此ci同tong時shi，石shi墨mo烯xi允yun許xu在zai每mei個ge催cui化hua劑ji納na米mi顆ke粒li周zhou圍wei留liu出chu約yue1納米的微小間隙，這意味著可能會發生關鍵的電化學反應。