蓋世汽車訊 燃料電池通常利用氫發電，這是一種在燃燒時只產生水的“清潔”燃料。鉑是這一過程的關鍵催化劑。然而，在燃料電池中，鉑會不均勻降解。在更換廢舊燃料電池時，可能導致仍可使用的鉑被丟掉。據外媒報道，為了提高燃料電池的耐用性，并減少浪費，研究人員探討了鉑降解不均勻的原因，包括燃料電池內部的濕度和氣體環境（空氣和氮氣），以及燃料電池流動通道的幾何形狀。

（圖片來源：美國能源部）

對于汽車應用來說，聚合物電解質燃料電池（PEFCs）是頗具吸引力的選擇，因其結構緊湊，可根據需要快速提高功率輸出。同時，這類電池的成本更低，耐用性更高，因此應用前景較好。在輕型車輛中，鉑等貴金屬催化劑約占PEFCs成本的三分之一。在此項研究中，研究人員探討了PEFCs中鉑催化劑的降解模式。所得出的結果有助于開發簡單有效的策略，減少浪費昂貴的催化劑材料。

由加州大學歐文分校（University of California, Irvine）和博世公司（Bosch）領導的團隊，研究了經過加速應力測試的市售催化劑涂層膜。研究人員分別在潮濕和干燥的條件下，以及在空氣和氮氣環境中，進行了測試。對樣品的分析涉及多種方法，包括掃描電子顯微鏡和若干種X射線光譜技術。在美國能源部科學用戶設施辦公室的先進光源（ALS）中，研究人員利用X射線衍射來繪制老化鉑納米粒子的尺寸圖（顆粒越大，降解程度就越嚴重）。此外，還利用X射線計算機斷層掃描，對老化后的催化劑層進行成像。

結果顯示，在流場出口附近，以及在氮氣環境和較高濕度下，鉑老化得更快。在引導氫氣經過催化劑層的迷宮狀通道之間的位置，老化速度也更快。而在流場尺寸更窄的情況下，不存在這種效應。

【資料圖】

此項研究得出的結論是，增加逆流通道，有助于減少進出口可變性。在較高的溫度下運行，則有助于降低相對濕度。

對于化石燃料汽車來說，使用PEFC的汽車是一種極好的無排放替代選項。這項研究得出的結果有助于開發直接的系統級策略，以增加耐久性并降低成本，為這類技術找到成本更低的替代催化劑材料。

關鍵詞： 燃料電池