金屬氣凝膠讓燃料電池煥發新生

材料牛注：由于傳統的氫燃料電池在制作過程中需要使用貴金屬材料，因而燃料電池并未得到廣泛應用。在大量研究中，科學家們發現使用氣凝膠可成功減少貴金屬的使用并能夠制作出性能優良且廉價的電池。燃料電池的普及之路還會遠嗎？

美國華盛頓州立大學（以下簡稱WSU）的研究人員在研究納米貴金屬材料時發現可制作出性能優良且廉價的燃料電池，從而減少鉑（Pt）、鈀（Pd）等的用量。

在機械材料工程學院Yuehe Lin教授帶領下，研究人員使用廉價的金屬材料來制作一種超低密度的氣凝膠。它既能夠減少燃料電池反應所使用的貴金屬量，還能減少氣凝膠的生產周期，使得其大規模生產成為可能。而這項成果被刊登在期刊Advanced Materials上。

氫燃料電池是一種綠色解決能源問題的手段。它的供電效率更高且相對內燃機這類機械儀器更為環保。然而氫燃料電池需要昂貴的金屬材料來為化學反應進行的提供條件，因此在市場上沒有得到大規模的推廣。

氣凝膠，常稱為液體煙霧，是一種約含92%的空氣的固體材料。此外，它也是一種很好的絕緣材料，常用于生產緊身潛水衣、消防設備、窗、染料以及用于燃料電池催化劑。由于金屬氣凝膠具有大的表面積和多孔的特征，因此它們也能在燃料電池中表現出極佳的性質。

WSU團隊制備出了一系列的雙金屬氣凝膠材料，同時使用廉價的銅，有效減少了氣凝膠中貴金屬的使用。研究員們使用一步還原法在雙金屬氣凝膠中加入銅來制備氣凝膠。而水凝膠是氣凝膠的液體形式，因此他們將水凝膠中液體緩慢并完全蒸發來制備氣凝膠。此方法使得水凝膠的生產周期從3天減少到了6個小時。

“可以投入大規模生產是氣凝膠最突出的優點。” 一名發明研究氣凝膠的WSU助教Chengzhou Zhu說道。此外，該研究可大規模投入生產，也就能解能源短缺問題的燃眉之急。

原文鏈接：Researchers reduce expensive noble metals for fuel cell reactions

文獻鏈接：Efficient Synthesis of MCu (M = Pd, Pt, and Au) Aerogels with Accelerated Gelation Kinetics and their High Electrocatalytic Activity

本文由材料人編輯部楊浩提供素材，彭玉曼翻譯，李卓審核；點我加入編輯部。