前沿科技之高稳定性核壳结构的铂钯催化剂

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11月10日，美国能源部布鲁克海文国家实验室的科学家宣布，已经开发出一种应用于汽车燃料电池的新型催化剂。研究成果已经发表于11月8日出版的《Angewandte Chemie, International Edition》上。
该催化剂由钯（或钯-金合金）纳米粒子核心及围绕在其周围的铂单层壳体组成。这种具有核壳结构的新催化剂在氧化和还原反应中，来自核心的钯比铂更有活性，可最大限度地减少磨损，还可保持高度的活性。
稳定性试验表明，经过10万次潜在循环周期，铂单层/钯核心催化剂的活性仍能保持非常高，活性仅减少了37%。添加金可进一步提高催化剂稳定性，钯-金合金芯制成的铂单层催化剂在20万次循环试验后，仍能保持近70%的活性。这种催化剂非常实用，超越了美国能源部2010-2015年目标。
釆用新型催化剂制作的燃料电池，每辆汽车只需要10 g左右铂，钯不到20g。目前，用于处理尾气的催化转化器中，要使用5-10g的铂。由于燃料电池为动力的汽车将不排放废气，就不再需要这种催化转化器，因此铂的使用量不会出现净增长。
铂单层催化剂不仅可用于汽车燃料电池，还具有广泛的适用性，可扩展应用于其他贵金属基催化剂中。