列举几种燃料电池的催化剂,燃料电池常用催化剂

据国外媒体报道，与需要充电的二次电池不同，燃料电池是一种以氢气为燃料，氧气为氧化剂，通过电化学反应直接发电的环保发电系统。燃料电池的种类很多，工作温度和电解质材料都不一样。其中，采用陶瓷电解质的固体氧化物燃料电池(SOFC)越来越受到关注。因为它的工作温度高达700℃左右，是各种燃料电池中效率最高的，还能通过蒸汽分解制氢。

为了实现该技术的商业化，需要进一步提高电池性能，新型高温催化剂材料被寄予厚望。铂基催化剂在燃料电池电极反应中表现出优异的性能。尤其是单原子铂催化剂，因其独特的功能性而被积极研究。然而，在高温下，铂原子是不稳定的。因此，单原子铂催化剂仅用于低温燃料电池，如电解质膜燃料电池，这是一种用于氢动力电动汽车的聚合物。

在这种情况下，研究团队开发了一种仅用少量铂就能大幅提高性能，并能在高温下稳定运行的催化剂。韩国科学技术研究院(KIST)宣布，其能源材料研究中心的研究人员Kyung-Joong Yoon和Ji-Su Shin以及汉阳大学的Yun -Jung Lee教授共同开发了一种可用于SOFCs的单原子铂催化剂。

在他们的研究中，整个铂原子分布均匀，即使在高温下也能独立发挥作用，不会发生团聚。实验表明，它能使电极反应速度提高10倍以上。即使在高达700℃的高温下也能工作500小时以上，发电产氢性能提高3 ~ 4倍。这项技术有望加速下一代环保燃料电池SOFCs的商业化。

研究团队共同开发的单原子催化剂是铂原子和氧化铈纳米粒子的结合。每个铂原子都分散在氧化铈纳米粒子的表面，即使在高温下，强大的结合力也能长时间保持原子的分散状态，使得所有铂原子都参与反应。这使得有可能大大提高电极反应速率，同时最小化铂的用量。

在这种单原子催化剂的制造中，将含有铂和铈离子的溶液注入SOFCs的电极中，当燃料电池在高温下运行时合成催化剂。因为电极可以容易地注射而不需要任何特殊设备，所以预计新开发的催化剂可以容易地应用于现有的燃料电池制造工艺。

来自KIST的Kyung-Joong Yoon博士表示:“这项研究中开发的催化剂可以通过简单和低成本的工艺应用于各种固体氧化物燃料电池和高温电化学装置，因此有望加速下一代环保发电和储能装置的开发。单原子催化剂甚至可以在700℃以上稳定运行，其应用领域将大大拓展，包括高温热化学反应和高温电化学反应。”