UCLA开发新催化剂——可使燃料电池寿命接近翻倍
由加州大学洛杉矶分校（UCLA）材料科学家和化学家领导的研究团队设计了一种新的超细铂金纳米催化剂，该催化剂嵌入了氧化钴团簇，可以使燃料电池更加耐用，几乎达到美国能源部（DOE）设定的预期寿命目标的2倍。
由加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院材料科学与工程教授黄领导的研究人员估计，配备新型耐用燃料电池的轻型车辆，如乘用车，使用时间可以超过15,000小时——比能源部的最终目标8,000小时（或大约150,000英里）长87.5%。提高的寿命也可能使重型车辆受益，如长途半挂卡车，通过略微增加使用嵌入氧化物铂金催化剂。
直接将氢的化学能转化为电能的质子交换膜燃料电池一直是一种有吸引力的零排放发电技术。在电池内部，膜中嵌入了催化剂，如铂金合金。然而，由于铂金会随时间溶解，降低了燃料电池的性能，因此在实现催化效率和燃料电池耐用性之间找到最佳平衡点一直很困难。
燃料电池更广泛采用的一个主要挑战仍然是使它们的最优性能持续足够长的时间以实现商业可行性。我们的研究展示了一个原子内部支架，它在催化剂中固定铂金原子，使它们在长时间内保持稳定。
——黄教授，加州大学洛杉矶分校Samueli的Traugott和Dorothea Frederking冠名教授
研究人员没有使用传统的铂金合金，而是在铂金原子的壳内嵌入了氧化钴分子团簇。这种设计利用了强大的铂金-氧化物相互作用，使催化剂在结构和化学上更加耐用，而不会牺牲燃料电池的活性。
由此产生的混合结构有助于铂金离子粘附并保持在一起，使得使用时间延长，减少了催化剂更换成本。在他们的实验中，研究人员看到这种设计在耐用性和寿命方面超过了传统的铂金-钴合金。研究团队还使用一系列微观、光谱和模拟技术验证了纳米级结构。
加州大学洛杉矶分校技术发展集团已就该技术申请了美国临时专利。