近日，中國科學技術大學教授路軍嶺、韋世強、楊金龍等所在的課題組密切合作,研製出一種新型催化劑，攻克了新能源汽車——氫燃料電池汽車推廣應用的關鍵難題：解除氫燃料電池一氧化碳“中毒休克”危機，延長電池壽命，拓寬電池使用的溫度限制，確保其在寒冬也能正常啟動。該研究成果加快了氫能源汽車民用推廣的步伐，於1月31日在線發表在《自然》雜誌上。
氫氣被認為是未來最有前途的清潔能源之一。氫燃料電池利用氫和氧的化學反應釋放的化學能轉化為電能，無需燃燒，具有高能量轉換效率和零排放的優勢，是未來新能源汽車的主要發展方向之一。但氫燃料電池的發展面臨許多挑戰，其中一個關鍵難題是燃料電池鉑電極的一氧化碳“中毒”問題。
目前，氫主要來源於甲醇、天然氣等碳氫化合物的蒸氣重整和水煤氣變換反應，由此產生的氫通常含有0.5％~2％的一氧化碳。作為氫燃料電池汽車的“心臟”，燃料電池鉑電極容易被一氧化碳雜質氣體“毒害”，導致電池性能下降，壽命縮短，嚴重阻礙氫燃料電池汽車的推廣。
研究領域看好的車載氫氣淨化法，是將特定催化劑放置在燃料電池的入口處，在氫氣進入燃料電池之前，使氫氣中的一氧化碳雜質氣體優先和氧氣發生反應，從而避免一氧化碳雜質氣體進入電池毒化電極。但現有的催化劑只能在高於室溫和極窄的溫度範圍內工作，這使得氫燃料電池汽車無法在頻繁冷啟動期間得到有效保護，導致氫燃料電池汽車很難廣泛應用。
路軍嶺團隊設計了一種分散於鉑表面的氫氧化鐵新型催化劑，該催化劑能夠在198~380開爾文（約合零下75℃~零上107℃）的溫度範圍內百分百選擇性地高效去除氫燃料中的微量一氧化碳。因此，該新型催化材料可以為氫燃料電池在頻繁冷啟動（即使在約零下75℃的極寒條件下）和連續運行期間提供全時保護，避免氫燃料電池一氧化碳“中毒”。
“這些發現可能會大大加速氫燃料電池汽車時代的到來。”路軍嶺說，我們的最終目標是開發一種廉價且具有高活性、高選擇性的一氧化碳優先氧化催化劑，既可以提供機載燃料電池的全時保護，也可以為工廠高純氫氣製備提供有效手段。
一位審稿人評論說：“與文獻報道的其它催化劑相比，這種倒置型單原子催化劑，在富氫氛圍下，一氧化碳優先氧化反應中的活性、選擇性和穩定性均表現最佳。”
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