燃料電池和可充電金屬空氣電池是零排放清潔能源技術的一種，發展燃料電池和可充電金屬空氣電池技術對緩解環境汙染和能源危機有著積極的作用。氧氣和氫氣等小分子的催化轉化是電池能量轉化過程中最重要的反應，如何提高催化劑的性能和降低其成本一直是該類電池發展的關鍵技術瓶頸，設計具有優異性能的高效催化劑是一項緊迫而富挑戰性的任務。
近期，我國科學家利用層狀摩擦納米發電機產生的高壓脈衝直流電作為新型電源，可在沒有任何封端劑的情況下將亞2nm鉑（Pt）納米團簇電沉積到NiFe-LDH納米片上，製備了性能優異的Pt-NiFe-LDH催化劑。Pt納米團簇與NiFe-LDH納米片之間的協同作用增強了HO-H鍵的裂解和氫中間體的重組以形成分子氫，從而顯著提高了析氫反應（HER）活性。同時，通過將Fe3+還原為Fe2+調節局部原子結構和晶體缺陷，NiFe-LDH納米片也增強了析氧反應（OER）活性，沉積的亞2nmPt納米簇同時提高了氧還原反應（ORR）活性。因此，所製備的Pt-NiFe-LDH催化劑表現出對HER，ORR和OER的三功能催化活性，且可以用作燃料電池和可充電鋅-空氣電池的電極催化劑。該研究成果為提高燃料電池和可充電金屬空氣電池HER，ORR和OER的催化活性提供了新的思路。
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關鍵字: 2019未來科學大獎 催化劑 小田急電鐵
