几十年来，科学家一直在寻找一种催化剂，它可以显著降低制造氢燃料电池的成本。
这样的进步可能会引发一场绿色能源革命，从笔记本电脑到机车，一切都依赖于唯一副产品是水的燃料。
布法罗大学领导的新研究表明，科学家正朝着这一目标迈进中国机械网okmao.com。
在星期四（7月7日）发表在《自然能源》杂志上的一项研究中，科学家描述了铁如何与氮和碳结合，生成高效、耐用和廉价的催化剂鈥攖美国能源部（DOE）确定了燃料电池研究的三个主要目标。
这项研究的主要作者、乌兰巴托大学工程与应用科学学院化学与生物工程教授吴刚博士说：“这项研究已经进行了多年。”。“我们认为这是一个重大突破，最终将有助于释放氢燃料电池的巨大潜力。”
燃料电池的前景
能源部表示，燃料电池的工作原理与电池类似，但它们不会耗尽电力或需要充电。它们产生的电和热与燃料一样长鈥攕如氢鈥攊s提供。
它们长期以来一直吸引着科学家、环保主义者和其他人，因为与内燃机相比，它们的排放量更低或为零。它们可以广泛应用，为车辆、发电厂、建筑物和其他系统提供电力。
但燃料电池并没有广泛商业化，因为除其他外，它们需要昂贵的催化剂，从而加速重要的燃料电池反应。
最好的催化剂是六种贵金属鈥攌铂族金属。虽然高效耐用，但这些金属极其昂贵，因为它们极其罕见。因此，科学家正在寻找成本较低的替代品。
克服障碍
铁基催化剂就是其中一种。铁之所以有吸引力，是因为它丰富而廉价。但它的性能不如铂，尤其是因为它缺乏耐用性，无法承受燃料电池内部的高度腐蚀和氧化环境。
为了克服这一障碍，研究小组将四个氮原子连接到铁上。吴说，研究人员随后将这种材料嵌入几层石墨烯中，“用原子精确控制局部几何和化学结构”。
由此产生的结构是一种大大改进的催化剂。例如，研究团队报告了催化剂：
吴说，所有这些都表明，铁基催化剂有潜力使燃料电池，特别是氢燃料电池，更适合商业使用。研究人员正在计划后续研究，以进一步改进催化剂。