新合金超越2025年燃料电池性能目标
大邱庆北科学技术研究院的科学家发明了一种由铂和镁制成的燃料电池催化剂。这种新催化剂采用了世界上第一种铂镁合金纳米颗粒，预计既高效又耐用，有望显著改善清洁能源技术。该研究发表在《自然通讯》杂志上。
燃料电池将氢和氧结合起来发电。铂被用作催化剂来加速这些反应，但它也很昂贵。通过将镁融入新催化剂所用的合金中，该设计不仅降低了成本，还提高了燃料电池的效率和寿命。
这是一项重大成就，因为多年来，研究人员已经知道铂与碱土金属的合金因其高催化活性和稳定性而对燃料电池具有巨大的潜力。然而，鉴于碱土金属极高的负还原电位，以纳米颗粒形式制造这些合金的挑战至今仍是一大障碍。
在这项研究中，Jong-Sung Yu 教授及其同事通过系统化的溶液阶段方法克服了这一挑战。这项新技术有何特别之处？德克萨斯大学奥斯汀分校进行的支持理论研究表明，铂和镁之间的协同作用非常强，可以防止合金随时间推移而降解。因此，催化剂的有效期更长，这对于各种应用至关重要。
实际测试表明，这种新合金超过了美国能源部 2025 年燃料电池性能目标，证明了其高效率和长期稳定性。“大多数燃料电池催化剂都面临着耐用性和成本的问题，但通过克服合成难题，我们的铂镁纳米粒子解决了这些问题，将铂的出色反应速度与镁的耐用性和可负担性结合起来，”领导这项研究的 Jong-Sung Yu 教授解释说。“这是朝着创造更高效、更可持续的燃料电池迈出的重要一步。”
“这一新进展不仅使燃料电池工作得更好，还为铂镁纳米颗粒在其他能源技术中的应用铺平了道路，比如制氢和其他电化学反应，”该研究的第一作者 Caleb Gyan-Barimah 说。
随着世界转向可持续能源，这样的创新至关重要。在这方面，研究人员计划专注于改进合金的成分并扩大生产规模，以使这些先进材料更广泛地普及。他们的下一步包括改进合金、探索制造方法以及与行业和政府合作将这些创新推向市场。
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