8月8日消息，圣路易斯华盛顿大学McKelvey工程学院教授Gang Wu领导的研究团队在Nature Nanotechnology（8月6日在线发表）报告了一种新型碳纳米结构负载的铂钴金属间催化剂，在低温燃料电池中同时实现了高催化活性与超长耐久性，为数据中心等高耗能场景用燃料电池自主供电提供了新路径。 该研究瞄准的痛点是：铂基金属间催化剂虽优于常规铂合金，但合成中存在尺寸与有序度的两难。低温退火（低于700度）能保持纳米粒子小而分散，却无法充分形成高活性和耐久性所需的有序原子结构；高温退火能形成有序结构，却导致纳米粒子团聚长大、性能下降。 研究团队的方案是设计一种由多孔空心碳球构成、内部带有有序径向纳米通道的新型碳载体。这种结构拥有充足的孔体积和高比表面积，可在1000度高温退火下将大量铂钴金属间纳米粒子（小于5纳米）致密填充却保持均匀分散不团聚，从而同时获得高度有序的原子结构和纳米级小颗粒。 测试结果显示，该材料在经历15万次严苛电压循环后仍保留85%的性能，研究者估计这约相当于25000小时的运行寿命。径向开放通道还有助于离聚物在电极中均匀分布，并为质子、氧气和水提供更顺畅的传质路径，使催化剂表现出同类最佳的活性与耐久性。 该工作由华盛顿大学联合布鲁克海文国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、东北大学和匹兹堡大学完成。Gang Wu已通过华盛顿大学技术管理办公室就该项技术提交专利申请。研究者表示，在与产业合作伙伴进一步开发后，该技术有望显著提升从交通到发电的燃料电池性能，帮助数据中心等用氢或其它燃料直接发电，缓解电网日益增长的供电压力。据EPRI估计，到2030年数据中心可能占美国年发电量的9%，而2023年仅4%。 （来源：ScienceDaily）