帝国理工学院的研究人员已经开发出一种氢燃料电池，它使用铁而不是稀有且昂贵的铂，从而能够更多地使用该技术。
氢燃料电池将氢转化为电能，水蒸气作为唯一的副产品，使其成为便携式电源的有吸引力的绿色替代品，特别是对于车辆而言。
然而，它们的广泛使用部分受到主要组件之一的成本的阻碍。为了促进产生电能的反应，燃料电池依赖于由铂制成的催化剂，这种催化剂昂贵且稀缺。
我们更便宜的催化剂设计应该允许部署更多使用氢作为燃料的可再生能源系统。
安东尼·库切尔纳克教授
现在，由伦敦帝国理工学院的研究人员领导的一个欧洲团队创造了一种仅使用铁、碳和氮的催化剂——这些材料便宜且容易获得——并表明它可以用于以高功率运行燃料电池。他们的结果今天发表在《自然催化》上。
来自帝国理工学院化学系的首席研究员AnthonyKucernak教授说：“目前，单个燃料电池成本的60%左右是用于催化剂的铂。例如，为了使燃料电池成为化石燃料动力汽车的真正可行替代品，我们需要降低成本。
“我们更便宜的催化剂设计应该使这成为现实，并允许部署更多使用氢作为燃料的可再生能源系统，最终减少温室气体排放，让世界走上净零排放的道路。”
铁的助推
该团队的创新是生产一种催化剂，其中所有的铁都以单个原子的形式分散在导电的碳基体中。单原子铁具有与散装铁不同的化学性质，其中所有原子都聚集在一起，使其更具反应性。
这些特性意味着铁可以促进燃料电池所需的反应，是铂的良好替代品。在实验室测试中，该团队表明单原子铁催化剂的性能接近于实际燃料电池系统中的铂基催化剂。
除了为燃料电池生产更便宜的催化剂外，该团队开发的方法还可以适用于其他过程的其他催化剂，例如使用大气氧作为反应物而不是昂贵的化学氧化剂的化学反应，以及废水处理使用空气去除有害污染物。
独特的合成方法
来自帝国理工学院化学系的第一作者AsadMehmood博士说：“我们已经开发出一种新方法来制造一系列‘单原子’催化剂，从而为一系列新的化学和电化学过程提供了机会。
“具体来说，我们使用了一种独特的合成方法，称为金属转移，以避免在合成过程中形成铁簇。这个过程应该有利于其他希望制备类似类型催化剂的科学家。”
该团队与英国燃料电池催化剂制造商庄信万丰合作，在适当的系统中测试催化剂，并希望扩大他们的新催化剂规模，使其可用于商业燃料电池。与此同时，他们正在努力提高催化剂的稳定性，使其在耐用性和性能方面与铂金相媲美。
