新技术突破，氢燃料电池突围有望！浅谈氢燃料电池

要减少碳排放不是说说就可以了，目前世界上大多数的国家主要能源是石油、天然气、煤炭。要减少碳排量，也就是意味着需要找到其他能源来替代，比如风能、光能、电能和核能等。

目前汽车尾气是大气中二氧化碳的主要来源之一，因此需要有新能源汽车来代替目前的传统汽车，目前最广的还是电动车，主要用锂电池来提供动力，但是锂电池本身也会给环境带来较大的污染，因此不是最好的解决方案。这时氢燃料电池应运而生，它是真正的清洁能源。

氢燃料电池的优势

1、无污染

氢燃料电池对环境无污染，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的（光伏电池板、风能发电等），整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。

2、无噪声

氢燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。

3、高效率

氢燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换。

4、可以循环使用，理论上可以无限循环

燃料电池（FuelCell），是一种发电装置，不像普通电池一样用完就丢掉，也不像充电电池一样，用完须继续充电，只需要添加“氢”就可以维持其电力。

随着新能源产业的逐渐发展，以氢燃料等为主的燃料电池开始散发出光芒。简单来说，这是一种主要通过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应，把燃料中的化学能转换成电能的发电装置。

尽管氢燃料电池已经发展多年、而且具有环保效益，但它到现在为止仍未被推广开来。其中主要的一个问题就是商业化的考验。这种电池的发电过程严重依赖电催化剂，而电催化剂目前主要由贵金属 " 铂 " 组成，成本十分高昂。

因此，研究人员一直在努力开发替代品。现在，香港科技大学化学与生物工程系邵敏华教授领导的科研团队研发出了一种新的氢燃料电池。据称，它不仅是迄今为止世界上最耐用的氢电池，而且更具有成本效益，为全球更广泛地应用绿色能源铺平了道路。

他们设计了一种由原子分散的 Pt 和 Fe 单原子和 Pt-Fe 合金纳米粒子组成的混合电催化剂。其 Pt 质量活性是燃料电池中商业 Pt / C 的 3.7 倍。更重要的是，阴极中 Pt 负载量低的燃料电池（0.015 mg Pt cm -2 ) 依然具有出色的耐久性，在 100000 次循环后还可以保持 97% 的活性，并且在 0.6V 下超过 200 小时没有出现明显的电流下降。

此外，他们这种设计不仅减少了 80% 的铂金投入，而且在电池的耐久性方面也创下了历史最高纪录。

这一研究表明了混合电催化剂中活性位点之间协同效应的重要性，并为设计用于电化学装置的更活泼、更耐用的低 Pt 电催化剂提供了一种宝贵的方法。相关研究成果已通过题为《用于耐用质子交换膜燃料电池的原子分散 Pt 和 Fe 位点以及 Pt-Fe 纳米颗粒》的报告发表于《自然催化》杂志上。

这意味着氢燃料电池成本将大幅下降，并迎来了突破前夜。