（圖片來源：techxplore）

 

       使用化石燃料容易造成環(huán)境污染，因而很多科學家致力于尋找有效替代能源。人們對氫燃料電池寄予厚望，但純氫的運輸、儲存和使用成本很高，對當前技術提出挑戰(zhàn)。相比之下，甲醇(CH3O3)不需要冷藏，能量密度更高，而且便于運輸，安全性更高。

 

       直接甲醇燃料電池(DMFC)可以在室溫下利用甲醇發(fā)電，但其性能有待提升。這種電池的主要問題之一在于不理想的甲醇氧化反應。在甲醇從負極向正極傳遞的過程中，這種反應會導致鉑催化劑降解，影響電池運行。研究人員曾提出一些相關解決方法，然而由于成本或穩(wěn)定性問題，目前尚未發(fā)現有效策略。

 

       據外媒報道，韓國科學家提出一種行之有效的創(chuàng)新解決方案，通過相對簡單的方法，將封裝在碳殼內的鉑納米顆粒制成催化劑。這種外殼可以形成幾乎無法穿透的碳網絡，并且由于氮缺陷而形成很小的開口。氧作為DMFC中的主要反應物之一，可以通過這些“孔”到達鉑催化劑，而較大的甲醇分子無法通過。作為此項研究的負責人，韓國仁川國立大學（Incheon National University）的Oh Joong Kwon教授表示：“碳殼能夠起到分子篩的作用，選擇所需要的反應物。這些反應物可以真正到達催化劑的位置，防止鉑核發(fā)生不良反應。”

 

       科學家們通過實驗表征所制備催化劑的整體結構和組成，并證明氧可以穿過碳殼，而甲醇不能。他們還發(fā)現一種簡單直接的方法，在熱處理過程中，只需改變溫度，即可調節(jié)殼體中的缺陷數量。隨后的比較實驗表明，新型帶殼催化劑的性能優(yōu)于商用鉑催化劑，并且具有更高的穩(wěn)定性。

 

       過去10年里，Kwon教授一直致力于改良燃料電池催化劑，旨在使這項技術通過多種方式融入日常生活。隨著氣候變化問題日益嚴重，尋找可持續(xù)性替代燃料將成為人類的首要目標之一，而這項研究讓我們朝這一目標又邁進了一步。