當(dāng)今廣泛應(yīng)用的氫燃料電池利用鉑鈷納米顆粒作為催化劑，需要施加到導(dǎo)電碳載體材料上。由于燃料電池中的小顆粒以及碳受到腐蝕，因此隨著時(shí)間的流逝，電池會(huì)失去效率和穩(wěn)定性。
瑞士伯爾尼大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)使用特殊工藝開(kāi)發(fā)出了新的催化劑，性能更高、更耐用。
在氫燃料電池中，氫原子被分裂然后產(chǎn)生電能。為此，氫被送入一個(gè)電極，在那里它被分解成帶正電荷的質(zhì)子和帶負(fù)電荷的電子。電子通過(guò)電極流出，在電池外部產(chǎn)生電流，然后驅(qū)動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。質(zhì)子穿過(guò)一個(gè)只對(duì)質(zhì)子滲透的膜，在另一邊與涂有催化劑（現(xiàn)在應(yīng)用的是鉑鈷合金網(wǎng)）的第二個(gè)電極與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，從而生成水蒸氣，通過(guò)“排氣管”排出。
為了使燃料電池發(fā)電，兩個(gè)電極上都必須涂上催化劑。如果沒(méi)有催化劑，化學(xué)反應(yīng)將進(jìn)行得非常緩慢，這尤其只用于第二電極、氧電極。催化劑中的鉑鈷納米粒子在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中會(huì)“熔化在一起”，這會(huì)降低電池的效率，此外，通常用于固定催化劑的碳在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)被腐蝕，影響燃料電池的使用壽命?？蒲腥藛T表示，他們的動(dòng)機(jī)是在沒(méi)有碳載體的情況下生產(chǎn)出電催化劑。
之前，沒(méi)有載體材料的類(lèi)似催化劑表面積較小，由于表面積的大小對(duì)催化劑的活性和性能至關(guān)重要，因此不合適工業(yè)使用?，F(xiàn)在，科研組設(shè)計(jì)的特殊工藝，解決了這一難題。
這是一種叫做陰極濺射的特殊工藝。采用這種方法，一種物質(zhì)的個(gè)體（鉑或者鈷）被離子轟擊溶解（霧化），釋放出來(lái)的氣態(tài)原子隨后凝結(jié)成一層粘合層。
“通過(guò)特殊的濺射工藝和隨后的處理，可以獲得一個(gè)非常多孔的結(jié)構(gòu)，這使得催化劑具有較大的表面積，同時(shí)又可以自我支撐，因此碳載體變得多余了?！比R布尼茨等離子體科學(xué)與技術(shù)研究所負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的主要作者古斯塔夫·西弗斯博士說(shuō)。
研究小組負(fù)責(zé)人表示：“這項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)上具有可擴(kuò)展性，因此也可以用于更大的生產(chǎn)量，例如在汽車(chē)行業(yè)?！边@一研究讓氫燃料電池在道路交通中的應(yīng)用得到進(jìn)一步優(yōu)化。因此，這項(xiàng)研究結(jié)果對(duì)于可持續(xù)能源利用的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。
