大邱庆北科学技术研究所的科学家们研发了一种由铂和镁制成的燃料电池催化剂。该新型催化剂采用了全球首创的铂-镁合金纳米颗粒，预计具有高效且耐用的特点，有望在清洁能源技术方面带来显著改进。
该研究发表在《自然通讯（Nature Communications）》杂志上（2024年）。
燃料电池通过结合氢气和氧气来产生电能。铂作为催化剂被用来加速这些反应，但其成本昂贵。通过在新催化剂的合金中加入镁，不仅降低了成本，还提高了燃料电池的效率和寿命。这一成就非常重要，因为多年来，研究人员一直知道铂与碱土金属的合金在燃料电池中具有巨大的潜力，原因在于其高催化活性和稳定性。
然而，由于碱土金属极高的负还原电位，使得这些合金以纳米颗粒形式制备的难题一直存在。通过系统的溶液相法，Jong-Sung Yu教授及其团队克服了这一挑战。是什么让这项新技术如此特别？德克萨斯大学奥斯汀分校的理论研究支持了这一点，解释了铂和镁之间的强大协同作用，这种作用防止了合金随着时间的推移而退化。
因此，该催化剂能够在更长的时间内保持有效，这对于各种应用至关重要。实际测试表明，这种新型合金超过了美国能源部设定的2025年燃料电池性能目标，展示了其高效性和长期稳定性。领导该研究的Jong-Sung Yu教授解释道：“大多数燃料电池催化剂在耐久性和成本方面存在问题，但通过克服合成挑战，我们的铂-镁纳米颗粒结合了铂的优异反应速度和镁的耐久性与经济性，解决了这些问题。
这是朝着创造更高效和可持续燃料电池迈出的重要一步。”该研究的第一作者Caleb Gyan-Barimah表示：“这一新进展不仅提升了燃料电池的性能，还为铂-镁纳米颗粒在其他能源技术中的应用铺平了道路，例如氢气生产和其他电化学反应。”随着世界向可持续能源转型，诸如此类的创新至关重要。
在这方面，研究人员计划继续优化合金的成分，并扩大生产规模，以使这些先进材料更广泛地应用于市场。他们的下一步包括改进合金、探索制造方法，并与行业和政府合作，将这些创新推向市场。
