近來，中科院大連化學物理研討所催化根底國家重點實驗室博士鄧德會、研討員潘秀蓮、院士包信和等與潔凈動力國家實驗室燃料鋰電池研討部協作，初次完結用鐵代替燃料電池催化劑中貴金屬的實驗。相關研討成果日前在線發(fā)表于《德國使用化學》。

據了解，使用氫氣發(fā)電是未來領先可持續(xù)動力系統發(fā)展的主要方針。為了實現這一方針，作為主要能量變換設備的質子交流膜燃料電池將會發(fā)揮不行代替的效果。然而，該類燃料電池需求很多的貴金屬，如鉑、鈀、釕等作為催化劑，進而影響了其大規(guī)模使用。因而，大幅下降燃料電池電極材猜中的貴金屬含量，并終究選用地球上豐富的“廉”金屬元素徹底代替貴金屬已變成該范疇的嚴重機會和應戰(zhàn)。

為此，該研討團隊創(chuàng)造性地將鐵基金屬納米粒子限域到具有豆莢狀結構的碳納米管的管腔中，選用該研討組新近研制成功的深紫外光發(fā)射電子顯微鏡，并借助上海光源領先的X射線吸收譜，聯系理論核算，初次觀察到金屬鐵的活性d電子通過與構成碳管壁的碳原子相互效果而“穿過”碳管管壁，使富集在碳管外外表的電子直接催化分子氧的復原反響。

該實驗和理論研討進一步證明，在這一系統中，包裹納米金屬鐵的碳壁阻斷了反響氣體與鐵納米粒子的直接觸摸，從原理上避免了反響過程中活性金屬鐵納米粒子的深度氧化以及反響氛圍中其他有害組分對催化劑的毒害，從而在根本上處理了納米金屬鐵作為燃料電池陰極催化劑的穩(wěn)定性難題。