科技日报北京8月16日电 （实习记者张佳欣）只管氢燃料是一种颇有远景的化石燃料替换品，然而其发电依靠的催化剂重要由罕见昂贵的金属铂构成，这限定了氢燃料的广泛贸易化。据16日揭晓在《天然 纳米技能》杂志的论文，美国加州年夜学洛杉矶分校研究职员陈诉了一种要领，使他们可以或许到达并跨越美国能源部（DOE）设定的高催化剂机能、高不变性以及低铂使用率的方针。

这项破纪录的技能使用了铂钴合金的微小晶体，每一个晶体都嵌于由石墨烯制成的纳米袋中。

与DOE催化剂尺度比拟，石墨烯包裹合金孕育发生了特殊的成果：催化活性提高75倍；功率提高65%；于燃料电池预期寿命竣事时，催化活性提高约20%；于模仿使用6000 7000小时后，功率丧失降低了约35%，初次跨越了5000小时的方针；每一辆车所需的铂金险些削减了40%。

如今，全世界铂及近似金属总供给量的一半用在化石燃料驱动的汽车的催化转换器，这类身分可以降低其排放物的无害性。每一辆车需要2 8克铂。比拟之下，今朝的氢燃料电池技能每一辆车耗损约36克铂。而研究团队测试的最低铂负荷下，每一辆氢动力汽车只需要6.8克铂。

那末，研究职员是怎样从更少的铂中得到更多能量的呢？他们将铂基催化剂分化成平均3纳米长的颗粒。更小的颗粒象征着更年夜的外貌积，也象征着更高发生催化活性的空间。然而，较小的颗粒每每会挤于一路造成较年夜的颗粒。

研究团队经由过程于2D质料石墨烯中装载他们的催化剂颗粒来解决这一限定。与煤或者铅笔心中常见的散装碳比拟，这类薄碳层具备惊人的容量，可高效地导电以及导热，是近似厚度的钢强度的100倍。

他们的铂钴合金被还原成颗粒。于集成到燃料电池以前，这些颗粒被石墨烯纳米袋包抄，纳米袋还充任了一种避免颗粒迁徙的锚，这恰是商用车所需的经久性程度所必须的。与此同时，石墨烯答应于每一个催化剂纳米颗粒周围留出约1纳米的微小间隙，这象征着可能会发生要害的电化学反映。

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