大连化物所燃料电池催化剂贵金属替代研究获突破
催化剂能显著改变化学反应的速率，在化学化工等行业发挥了不可替代的作用。然而，在许多苛刻的反应条件下，金属催化剂由于缺少保护，容易被所处环境腐蚀或毒化，从而大大降低了其使用寿命。例如，在燃料电池领域，目前使用性能相对稳定的金属铂作为电极催化剂，然而，铂的稀缺与昂贵大大限制了燃料电池的大规模推广应用，因此，用“廉金属”替代“贵金属”催化剂成为该技术发展的瓶颈，也是燃料电池领域的研究热点和前沿科学。研究表明，金属铁是最有希望代替铂的元素之一，但其过于活泼，导致在“作战”中极易遭受“伤害”而性能下降甚至完全失活。
金属铁是一种储量丰富的元素，并且已有研究表明配位不饱和的铁或铁的低价态化合物具有类似铂在燃料电池电极反应中催化氧还原反应的特性，因此铁被认为是最有希望替代燃料电池电极材料中铂的元素之一。然而铁原子较活泼，从而极易被过度氧化形成没有活性的高价氧化铁，将其制成电极材料后，在燃料电池工作的酸性条件下，低价铁原子被迅速过度氧化并溶解而失去催化反应活性，进而使燃料电池无法工作。
该项研究成果不仅为燃料电池催化剂的贵金属替代研究提供了行之有效的途径，而且，由此发展出来的有关为催化剂“穿铠甲”的概念对未来在苛刻条件下运行的催化剂的设计和制备开辟了新的方向，进而为燃料电池的大规模应用带来全新的希望和曙光。
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