22日，首爾大學(xué)材料工學(xué)系教授Eunae Cho科研組表示，與浦項工業(yè)大學(xué)化學(xué)工學(xué)系教授Han Jeong-woo科研組共同研究，成功開發(fā)出了可以代替鉑的非貴金屬催化劑，并確定了該材料的高活性機(jī)理。

 

 

氫燃料汽車用質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)采用大量鉑催化劑作為電極催化劑。特別是燃料電池陰極處的電化學(xué)反應(yīng)非常緩慢，因此需要在電極處使用大量的鉑催化劑來增加效率。

 

聯(lián)合研究小組宣布，他們已經(jīng)開發(fā)出一種“單原子鐵-氮-碳-磷材料”作為陰極，可以取代鉑，并確定了激活機(jī)制。該催化劑不僅可以應(yīng)用于商業(yè)化產(chǎn)品的陽離子交換膜燃料電池(PEMFC)，也可以應(yīng)用于下一代燃料電池——陰離子交換膜燃料電池(AEMFC)，具有更大的意義。這種新開發(fā)的材料的結(jié)構(gòu)是，微量的鐵元素原子分散在碳中，氮和磷在其周圍結(jié)合。

 

Eunae Cho教授解釋說：“通過在現(xiàn)有的單原子鐵氮碳催化劑的活性部分添加磷，克服了局限性，提高了性能。燃料電池是復(fù)雜的反應(yīng)裝置，因此即使開發(fā)出新的催化劑，也往往難以應(yīng)用于實際，但這次開發(fā)的催化劑同時應(yīng)用于陽離子交換膜燃料電池和陰離子交換膜燃料電池，并成功地提高了性能。”

 

該研究的第一作者是材料工學(xué)系博士生Noh Jeong-han，共同第一作者是浦項工業(yè)大學(xué)的Cho A–ra博士。該研究結(jié)果于2023年7月3日發(fā)表在美國化學(xué)會催化劑領(lǐng)域的國際知名期刊《ACS Catalysis》上。此外，為了表彰它的卓越，它被作為雜志的作為封面出版。(論文題目：摻磷Fe-NC中活性部分的轉(zhuǎn)化及高效氧還原反應(yīng))

 

同時，本研究得到了韓國能源技術(shù)評價與規(guī)劃研究所推動的能源人力培訓(xùn)項目和韓國國立研究基金會推動的未來材料發(fā)現(xiàn)項目的支持。