达尔豪斯大学开发高效高耐久铂催化剂

据外国媒体报道：达尔豪斯大学领导的团队开发了一种更持久，效率更高的铂催化剂，该成果可能对汽车工业产生重大影响。新型催化剂结合了金和铂，形成了所谓的单原子催化剂，与市场上的铂催化剂相比，效率提高了近100倍，有效地促进了燃料电池内的化学反应。

新型催化剂不仅使催化燃料电池反应的效率在一开始就得到改善，而且在催化剂的使用期间，性能得到了保持：通常，铂催化剂随着时间的推移效果不佳，因为一氧化碳分子与铂反应位点紧密结合并阻止铂的活性。

改进来自两个特性：单一原子结构，这最大化了铂的活性表面积；同时团队添加金以创造合金的独特电子特性。

制造金铂合金可以阻止铂催化剂随着时间的推移而失去效率和“中毒”。这是因为如果两个铂原子并排，那么反应过程中产生的一氧化碳与它们紧密结合，使催化剂中毒并逐渐降低其效率。当研究人员确保在较大的金晶格内没有铂簇时，中毒效应就会消失。

团队与萨斯喀彻温大学的三个加拿大光源工厂合作，表征和测试他们的合金催化剂，观察了铂金和金的各种组合和结构。

随着研究人员降低其催化剂的铂含量，他们发现其功能有了很大的改进，直到最终他们找到了最大化铂表面积和最小化中毒的单原子模型。此外，该团队发现，他们用于制备合金的简单化学技术使得铂原子的总浓度比典型合金高出近10倍。合金通常含有非常低浓度的单原子，低于1％。达尔豪斯大学的团队创造了一种含有7％单铂原子的合金。