英国伦敦帝国理工学院发布消息称，研究团队已开发出一种氢燃料电池，它使用的催化剂由铁而非稀有昂贵的铂製成，降低了氢燃料电池的成本。该技术让氢燃料广泛使用成为可能，并最终将减少温室气体排放推进世界走上净零排放的道路。

 燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的电化学能量转换装置，其中以氢气为燃料的氢燃料电池的唯一产物为水，它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高，它是一种清洁高效的能源利用方式。研究团队指出，氢燃料电池将氢气转化为电能，唯一的副产品是水蒸气，这使它们成为一种有吸引力的绿色替代能源，尤其是对于汽车行业。然而，它们的广泛使用在一定程度上受到主要部件之一的成本的阻碍。为促进产生电力的反应，燃料电池依赖于由铂製成的催化剂，这种催化剂既昂贵又稀缺。

 帝国理工学院化学系首席研究员安东尼教授指出，从近二十年来的发展历程来看，新一代燃料电池设计有赖于相关能源材料的开发与其内部过程的优化，而挑战则在于燃料电池内多尺度复杂结构与物理化学过程。目前，单个燃料电池成本的百分之六十左右来自铂催化剂。要使燃料电池成为化石燃料真正可行的替代品，需要降低成本。现在，由伦敦帝国理工学院研究人员领导的欧洲团队已经创造出一种只使用铁、碳和氮，这种廉价且容易获得的材料作催化剂，并表明它可以用来在高功率下运行燃料电池。

 安东尼表示，在这种新型催化剂中，所有的铁都以单原子的形式分散在导电碳基质中。其中所有原子都聚集在一起，使其更具反应性。这些特性意味着铁促进了燃料电池所需的反应，是铂的良好替代品。在实验室测试中，研究团队表明，在真实的燃料电池系统中，单原子铁催化剂的性能接近铂基催化剂。

 此外，研究团队开发的方法还可以适用于除燃料电池之外的其他应用，例如使用大气中的氧气而非昂贵的化学氧化剂作为反应物的化学反应，以及使用空气去除有害污染物的废水处理。

 美 子