慕尼黑工业大学研发一纳米大小铂颗粒 比目前燃料电池催化剂性能高一倍

(图片来源:德国慕尼黑工业大学)据国外媒体报道，德国慕尼黑工业大学的一个跨学科研究团队已经制造出了用于燃料电池催化过程的铂纳米颗粒。这种新催化剂的尺寸得到了优化，与目前已工业化的最佳工艺制成的铂颗粒相比，其性能提高了一倍。燃料电池可以取代电池，成为电动汽车的动力源。燃料电池消耗的是可再生的氢气(比如可以利用风力发电厂的剩余电力生产氢气)，但是燃料电池使用的铂非常稀少，而且特别贵，限制了燃料电池的大规模应用。然而，德国慕尼黑工业大学的一个研究小组现在已经优化了铂颗粒的尺寸，其性能比目前商业工艺生产的铂颗粒高一倍。该研究团队由无机和有机金属化教授Roland Fischer、物理能量加载和存储系Aliaksandr Bandarenka和纳米系统能量转换模拟教授Alessio Gagliardi领导。

一个铂“蛋”(粒子)只有一纳米大小。在燃料电池中，氢和氧反应生成水，在这个过程中产生电。为了优化这种转化，需要在电极上使用催化剂，铂在氧还原反应中起着核心作用。为了找到理想的解决方案，研究小组创建了整个系统的计算机模型。核心问题是:铂团簇的尺寸可以小到什么程度，同时又能具有高活性的催化功能？菲舍尔教授说:“事实证明，铂颗粒有一定的最佳尺寸。”含有约40个铂原子的约1纳米的铂颗粒是最理想的。班达伦卡说:“虽然这种尺寸的铂催化剂很小，但它有大量的高活性位点。”催化剂研究中心(CRC)的跨学科合作是研究团队获得研究成果的重要因素。研究人员结合建模理论、合作讨论和从实验中获得的物理化学知识，最终制作了一个模型，展示如何在燃料电池中根据理想的形状、尺寸和成分分布来设计催化剂。此外，CRC还拥有制造和测试这种铂纳米催化剂的专业知识。效果是最好的催化剂的两倍。实验证实了研究人员的理论预测。加里耶夫说:“我们制备的催化剂的效果是目前市场上最好的催化剂的两倍。”但由于铂含量只降低了50%，仍不足以商业应用，必须降低80%。除了这种球形铂纳米颗粒，研究人员还希望研究形状更复杂但催化活性更高的铂纳米颗粒。计算机模型是建模的理想选择，但安达伦卡说:“更复杂的形状需要更复杂的合成方法。”

(图片来源:德国慕尼黑工业大学)据国外媒体报道，德国慕尼黑工业大学的一个跨学科研究团队已经制造出了用于燃料电池催化过程的铂纳米颗粒。这种新催化剂的尺寸得到了优化，与目前已工业化的最佳工艺制成的铂颗粒相比，其性能提高了一倍。燃料电池可以取代电池，成为电动汽车的动力源。燃料电池消耗的是可再生的氢气(比如可以利用风力发电厂的剩余电力生产氢气)，但是燃料电池使用的铂非常稀少，而且特别贵，限制了燃料电池的大规模应用。然而，德国慕尼黑工业大学的一个研究小组现在已经优化了铂颗粒的尺寸，其性能比目前商业工艺生产的铂颗粒高一倍。该研究团队由无机和有机金属化教授Roland Fischer、物理能量加载和存储系Aliaksandr Bandarenka和纳米系统能量转换模拟教授Alessio Gagliardi领导。

一个铂“蛋”(粒子)只有一纳米大小。在燃料电池中，氢和氧反应生成水……在这个过程中产生了电。为了优化这种转化，需要在电极上使用催化剂，铂在氧还原反应中起着核心作用。为了找到理想的解决方案，研究小组创建了整个系统的计算机模型。核心问题是:铂团簇的尺寸可以小到什么程度，同时又能具有高活性的催化功能？菲舍尔教授说:“事实证明，铂颗粒有一定的最佳尺寸。”含有约40个铂原子的约1纳米的铂颗粒是最理想的。班达伦卡说:“虽然这种尺寸的铂催化剂很小，但它有大量的高活性位点。”催化剂研究中心(CRC)的跨学科合作是研究团队获得研究成果的重要因素。研究人员结合建模理论、合作讨论和从实验中获得的物理化学知识，最终制作了一个模型，展示如何在燃料电池中根据理想的形状、尺寸和成分分布来设计催化剂。此外，CRC还拥有制造和测试这种铂纳米催化剂的专业知识。效果是最好的催化剂的两倍。实验证实了研究人员的理论预测。加里耶夫说:“我们制备的催化剂的效果是目前市场上最好的催化剂的两倍。”但由于铂含量只降低了50%，仍不足以商业应用，必须降低80%。除了这种球形铂纳米颗粒，研究人员还希望研究形状更复杂但催化活性更高的铂纳米颗粒。计算机模型是建模的理想选择，但安达伦卡说:“更复杂的形状需要更复杂的合成方法。”

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