研究人员利用铂与稀土元素开发合金催化剂可以降低燃料电池的成本

据国外媒体报道，发表在Nanoresearch杂志上的最后一篇论文显示，研究人员设计了一种方法，将高成本的铂与低成本的稀土元素镧结合成合金，用作下一代燃料电池的催化剂这将有助于提高电池性能和降低成本，并使重型运输车辆更容易脱碳

燃料电池可以将氢的化学能转化为电能，为车辆和其他机器提供动力，副产品只有水和热要提高相关电化学反应的效率，从而降低燃料电池的成本，使其比化石燃料更具竞争力，关键在于找到更好的催化剂，即加速这些反应的材料

在所有可能有助于关键化学反应的电催化剂中，铂是迄今为止最好的但铂是一种稀有金属，成本较高，影响了其在燃料电池中的应用此外，在高腐蚀性的PEMFC环境中，这种电催化剂在几个循环后会迅速降解

为了降低电催化剂的成本，研究人员主要考虑将铂与其他成本更低的金属进行合金化，以减少铂的用量，同时辅助甚至提高铂的催化性能到目前为止，与铂形成合金的主要选择是后过渡金属，即元素周期表中位于过渡金属和准金属之间的金属可是，在恶劣和腐蚀性的PEMFC环境中，已经证明后过渡金属也会溶解这不仅导致电池性能持续下降，而且溶解的金属还会进一步与氧还原反应的副产物发生反应，对整个系统造成不可控的损害

使用早期过渡金属，如钇和钪，要稳定得多理论计算表明，铂与这两种早期过渡金属形成的合金是迄今为止最稳定的

在早期的过渡金属中，稀土元素还没有得到足够的重视事实上，稀土元素在地壳中很常见，对提高催化剂的电化学活性非常有利因此，使用稀土元素与铂形成合金的问题不是成本，而是其在酸性介质中的导电性和溶解性差

为此，研究人员设计了一种利用铂和稀土元素镧制备合金的方法这项技术只需两步就能完成首先，研究人员获得了现成的镧盐和偏苯三酸，并使这两种前体材料自组装成纳米棒然后，这些纳米棒在900℃下浸渍铂高温可以确保这两种金属的合金化过程可以顺利完成

研究人员在燃料电池中进行了压力测试，以验证生产的铂镧纳米颗粒的性能结果表明，这种合金电催化剂超过了预期值，即使经过30，000次燃料电池循环后，仍具有优异的稳定性和活性

研究人员希望未来尝试将铂与其他稀土元素合金化，测试能否超越镧的电催化性能。

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