在河南省鄭州市的這輛巴士是由氫燃料電池驅動的。

在為電動汽車提供動力的技術競賽中，鋰電池目前正在超過燃料電池。鋰電池越來越便宜，而燃料電池仍然受到昂貴而壽命短的鉑催化劑的阻礙。1月30日發表在Nature上的一項來自中國科研人員的研究成果表明，多添加一點鉑——盡管是一種新型鉑——可以幫助燃料電池汽車迎頭趕上。

來自中國科技大學（USTC）的一個研究團隊的報告還顯示，中國正在趕上日本和韓國等燃料電池領域領軍者。中國的汽車制造商已經制造了世界上大部分的電池電動車，政府也希望看到它們在燃料電池領域占據主導地位。據英國金融時報報道，去年中央及地方政府為燃料電池汽車提供了124億美元的補貼。

鉑催化劑會驅動質子交換膜燃料電池（汽車上使用的那種）內部的核心反應以維持電池的電路，而反應所產生的水將從汽車的排氣管滴出來。中國科技大學合肥微尺度物質科學國家研究中心的路軍嶺教授表示，他們已經找到了一種保護鉑催化劑免受無處不在的一氧化碳污染的方法。一氧化碳會與鉑緊密結合，阻礙其催化作用。

存在一氧化碳是因為大多數氫燃料是由烴類燃料生產的。即使經過成本不菲的凈化，氫燃料也含有高達千萬分之二的CO。隨著時間的推移，CO會在催化劑上積聚，減緩燃料電池的反應，每次燃料電池汽車在寒冷的天氣里啟動時都會出現“中毒”雪球。“即使是最高級的氫燃料也含有微量的CO，這些CO最終會使燃料電池電極失活?！甭方淌谡f。

路教授和他的同事們通過設計一種新的催化劑找到了解決方案，這種催化劑是一種含有氧化鐵的鉑顆粒，它可以快速燃燒掉氫燃料中的CO。這種催化劑能選擇性地將CO轉化為無害的CO2，而且非常重要的是，它能在很寬的溫度區間內工作。他們的測試證實，在-75到107攝氏度之間的溫度區間內，CO減少了200倍；他說與之前的CO選擇性催化劑相比這是巨大的改進?！拔墨I中的所有催化劑都只在室溫以上工作。”路教授說。

按路教授的設想，近期內，他們的催化劑可以用于延長燃料電池汽車昂貴的電池堆的使用壽命。他表示，將來，機內燃料自清潔技術可以讓人們以“所有人都能承受”的更低價格使用低等級氫燃料。

加州理工學院材料與過程模擬中心主任、燃料電池催化劑設計師William Goddard（他并未參與前面所介紹的燃料電池催化劑的研究工作）說：“他們的解決方案可能是一個很好的解決方案。這方案看起來是行得通的?！?/p>

Goddard指出，隨著制氫從化石燃料制氫轉向利用可再生能源或核能對水進行電解制氫，CO問題最終應該會消失。他補充說，盡管如此，要使燃料電池汽車具有競爭力，真正需要的是燃料電池堆中更便宜的催化劑。豐田汽車的Mirai燃料電池轎車售價高達8.5萬美元，富含鉑的電池堆是使該款轎車如此高價的一個重要因素。

中國政府似乎期待在未來十年內達成這個目標。其計劃要求到2030年，在中國的道路上行駛的燃料電池汽車達到100萬輛。據英國金融時報報道，為實現這一目標，中國政府正在為中國科技大學等國內研究機構提供科研資金，并提供豐厚的補貼以刺激中國燃料電池汽車企業的發展——每輛車的補貼最高可達3萬美元，另外還有地方補貼。

在過去兩年中，有幾家中國公司購買了外國燃料電池公司的股份，并成立了合資企業以獲取先進技術。最近，在2018年11月，中國發動機和汽車零部件制造商濰柴動力收購了加拿大燃料電池龍頭企業Ballard Power Systems百分之二十的股份。它還在另一項交易中收購了英國燃料電池制造商Ceres Power百分之二十的股份。

圖片來源：中科大網站

中科大研究人員所設計的新型催化劑的結構模型示意圖。藍色、黃色、紅色、白色小球分別代表鉑、鐵、氧和氫原子。

中科大對這一研究成果的報道可參見：http://news.ustc.edu.cn/2019/0129/c15884a372150/page.htm。