提升燃料電池電催化性能的新思路 納米線和納米管
世界經(jīng)濟現(xiàn)代化得益于化石能源。然而，這一經(jīng)濟載體在21世紀將迅速枯竭，且化石能源對環(huán)境影響顯著。解決能源與環(huán)境問題最主要方法是大力發(fā)展可再生能源。鋰離子電池由于其優(yōu)良性能，在電子工業(yè)和電子產(chǎn)品中得到廣泛應用。
我國一直是世界上電池制造大國，目前電池產(chǎn)量和出口量都位居世界第一。鋰離子電池同時也面臨能量密度低、安全性差等固有問題。鋰離子電池的飛速發(fā)展必然會導致鋰資源的緊缺，從而影響其儲能價格和大規(guī)模持續(xù)供給。
燃料電池是將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能裝置，因其能量轉(zhuǎn)化效率高、污染小、可靠性高等優(yōu)點，受到研究者廣泛的關注。燃料電池陰極氧電還原反應（ORR）和小分子有機物的電氧化反應進行緩慢，急切需要發(fā)展高效電催化劑。
相比于納米顆粒，納米線和納米管狀催化劑，由于其各向異性、獨特的結構以及表面性質(zhì)，顯示出獨特的優(yōu)勢。納米線和納米管不易發(fā)生Ostwald熟化和團聚，能顯著提高電催化穩(wěn)定性。
近期，北京大學郭少軍教授課題組總結了近期關于一維Pt基、Pd基和非金屬材料提升燃料電池電催化性能。內(nèi)容包括新的合成方法制備不同種類的一維催化劑；對甲醇電氧化反應、乙醇電氧化反應機理等進行了分析；更多（111）晶面和更高鉑利用率（如鉑合金納米線）的鉑基納米線，可以提高燃料電池陰極氧催化還原反應活性和穩(wěn)定性；優(yōu)化不同直徑、形狀和結構的鉑基多金屬核殼納米線，可以增強催化劑的活性和穩(wěn)定性等。論文通過對一維鉑基和非鉑基納米晶催化劑相關研究的分析，為燃料電池發(fā)展提供了新的思路。
