华盛顿州立大学的研究人员开发出了一种制造燃料电池低成本单原子催化剂的新方法——这一进展可以使重要的清洁能源技术在经济上更加可行。

他们的工作发表在杂志《先进能源材料》上。氢电池对清洁能源经济至关重要，因为它们的发电效率是造成污染的内燃机的两倍以上。他们唯一的浪费就是水。

然而，用于燃料电池中化学反应的铂基催化剂的高价格显著阻碍了它们的商业化。研究人员希望使用铁或钴等非贵金属来代替稀有的铂。然而，与这些大量可用金属的反应通常在短时间后停止。

"具有高活性和稳定性的低成本催化剂对于燃料电池的商业化至关重要."Shiurong Shi是机械工程学院(MME)的博士后研究员，也是该论文的第一作者。

最近，研究人员开发了单原子催化剂，这种催化剂与在实验室环境中使用贵金属一样有效。研究人员已经能够通过将非贵金属用作纳米水平的单原子催化剂来提高其稳定性和活性。

在这项新的工作中，由林月河教授领导的研究小组使用铁或钴盐和小分子氨基葡萄糖作为前体，在简单的高温过程中制备单原子催化剂。该方法可以显著降低催化剂的成本，并且可以容易地放大生产。

他们开发的铁碳催化剂比商用铂催化剂更稳定。它们还保持良好的活性，不受污染，这通常是常见金属的问题。

《高温技术》第一作者朱成洲说：“这种工艺有很多优点。“这使得大规模生产成为可能，并使我们能够增加催化剂上活性位点的数量，提高其活性。”

林团队与MME副教授、Argonne国家实验室高级光子源和Brookhaven国家实验室材料表征研究员Scott Beckman合作完成该项目。

“国家实验室的先进材料表征用户设施揭示了催化剂的单原子位点和活性部分，从而导致更好的催化剂设计，”林说。