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近日，中国科学技术大学教授路军岭、韦世强、杨金龙等所在的课题组密切合作,研制出一种新型催化剂，攻克了新能源汽车——氢燃料电池汽车推广应用的关键难题：解除氢燃料电池一氧化碳“中毒休克”危机，延长电池寿命，拓宽电池使用的温度限制，确保其在寒冬也能正常启动。该研究成果加快了氢能源汽车民用推广的步伐，于1月31日在线发表在《自然》杂志上。 氢气被认为是未来最有前途的清洁能源之一。氢燃料电池利用氢和氧的化学反应释放的化学能转化为电能，无需燃烧，具有高能量转换效率和零排放的优势，是未来新能源汽车的主要发展方向之一。但氢燃料电池的发展面临许多挑战，其中一个关键难题是燃料电池铂电极的一氧化碳“中毒”问题。 目前，氢主要来源于甲醇、天然气等碳氢化合物的蒸气重整和水煤气变换反应，由此产生的氢通常含有0.5％~2％的一氧化碳。作为氢燃料电池汽车的“心脏”，燃料电池铂电极容易被一氧化碳杂质气体“毒害”，导致电池性能下降，寿命缩短，严重阻碍氢燃料电池汽车的推广。 研究领域看好的车载氢气净化法，是将特定催化剂放置在燃料电池的入口处，在氢气进入燃料电池之前，使氢气中的一氧化碳杂质气体优先和氧气发生反应，从而避免一氧化碳杂质气体进入电池毒化电极。但现有的催化剂只能在高于室温和极窄的温度范围内工作，这使得氢燃料电池汽车无法在频繁冷启动期间得到有效保护，导致氢燃料电池汽车很难广泛应用。 路军岭团队设计了一种分散于铂表面的氢氧化铁新型催化剂，该催化剂能够在198~380开尔文（约合零下75℃~零上107℃）的温度范围内百分百选择性地高效去除氢燃料中的微量一氧化碳。因此，该新型催化材料可以为氢燃料电池在频繁冷启动（即使在约零下75℃的极寒条件下）和连续运行期间提供全时保护，避免氢燃料电池一氧化碳“中毒”。 “这些发现可能会大大加速氢燃料电池汽车时代的到来。”路军岭说，我们的最终目标是开发一种廉价且具有高活性、高选择性的一氧化碳优先氧化催化剂，既可以提供机载燃料电池的全时保护，也可以为工厂高纯氢气制备提供有效手段。 一位审稿人评论说：“与文献报道的其它催化剂相比，这种倒置型单原子催化剂，在富氢氛围下，一氧化碳优先氧化反应中的活性、选择性和稳定性均表现最佳。” （逍遥客） |
