打造世界上最耐用的氢燃料电池

科技大学 (HKUST) 的研究人员开发出一种新型氢燃料电池，它不仅是迄今为止世界上最耐用的，而且更具成本效益，为绿色能源在中国的更广泛应用铺平了道路追求碳中和的世界。

氢燃料电池是一种很有前途的清洁能源选择，因为它们通过将氢气和氧气转化为电能来发电，二氧化碳、颗粒物和其他可能导致烟雾和其他健康问题的空气污染物零排放。尽管氢燃料电池具有环境效益和多年的发展，但仍未广泛商业化。它们的发电在很大程度上依赖于一种电催化剂——主要由昂贵的稀有金属铂组成。

科学家们一直在努力开发替代品，用更常见和更便宜的材料(如铁-氮-碳)代替铂，但这些材料要么被证明在发电方面效率低下，要么耐用性差。

现在，科大化学与生物工程系邵敏华教授领导的研究团队发现了一种新配方，不仅可以将铂的使用比例降低80%，而且在细胞的耐久性水平。

尽管铂含量很少，但该团队开发的新型混合催化剂在 100,000 次加速应力测试循环后仍能将铂催化活性保持在 97%，而目前的催化剂通常在 30,000 次循环后性能下降超过 50% . 在另一项测试中，新燃料电池在运行 200 小时后没有表现出任何性能下降。

如此出色的性能背后的一个原因是新催化剂具有三个不同的反应活性位点，而不是当前催化剂中的单个活性位点。使用包含原子分散的铂、铁单原子和铂-铁纳米粒子的配方，新混合物加快了反应速度，并实现了比铂本身高 3.7 倍的催化活性。从理论上讲，催化活性越高，它提供的功率就越大。

兼任科大能源研究所所长的邵教授表示：“氢燃料电池是一种能源转换装置，对我们实现碳中和世界的愿望至关重要。在我们应对气候变化的过程中，有必要扩大其使用范围。 “我们很高兴看到我们的研究结果使这一目标更近了一步。感谢政府的绿色科技基金，我们将寻求进一步改进催化剂，使其与燃料电池汽车和其他电化学设备兼容。”