苏大研究提升甲醇燃料电池性能

近日，《Nature Communications》杂志发表了苏州大学功能纳米与软物质研究院李彦光教授课题组关于铂-氢氧化镍-石墨烯三元复合材料的突破性研究成果，该成果解决了传统甲醇氧化催化剂的长期技术瓶颈。

李彦光介绍，随着化石能源的日益耗竭，以及其使用过程中带来的一系列环境问题，针对新能源的研究及推广变得越来越迫切。直接甲醇燃料电池以甲醇作为化学燃料，通过催化剂能产生电流，可用于驱动汽车行驶等。相对于常见的氢气燃料电池，甲醇作为化学燃料具有一些无可比拟的优点。“例如，它具有更高的能量密度，液态的甲醇较于气态的氢气更便于储存和运输。”但李彦光坦言，由于目前受到一系列技术瓶颈困扰，甲醇作为化学燃料离大规模商业应用还有一定距离。其中，最核心的问题是如何设计发展有效的阳极催化剂实现甲醇高效稳定的电催化氧化。

针对这一问题，李彦光课题组首次提出了利用非晶态氢氧化物作为铂催化剂毒化的抑制剂，制备合成了铂-氢氧化镍-石墨烯三元复合材料作为甲醇氧化催化剂。他们发现，当非晶态氢氧化镍以合适的比例引入复合材料时，催化剂对甲醇氧化中间产物一氧化碳体现了惊人的耐受性。实验结果表明，课题组制成的三元复合催化材料有着优异的催化活性。“相对于传统铂基催化剂而言，其催化电流提升了一倍以上。”李彦光举例说，比如在相同量甲醇的情况下，之前的催化剂只能产生10毫安电流，现在却能产生20毫安电流。在课题组的实验室条件里，这类催化材料实现了超过50万秒的重复工作而活性不发生任何衰减，较先前所有文献值提升了2-3个数量级。这项结果为将来直接甲醇燃料电池的广泛应用打下了扎实的基础。