??在燃料電池領域，目前使用性能相對穩定的金屬鉑作為電極催化劑。然而，鉑的稀缺與昂貴限制了燃料電池的大規模應用。中科院大連化物所包信和院士帶領的團隊，創造性地給金屬鐵納米催化劑穿上碳納米層“鎧甲”，提高了鐵基催化劑在燃料電池中的穩定性和抗中毒能力，為未來非貴金屬催化劑最終在燃料電池中的應用指明了方向。
??相關研究成果發表在2013年第一期德國《應用化學》特刊上，并被美國化學學會《化學與工程新聞》評為亮點文章。

　　包信和團隊經過多年研究，將金屬鐵納米粒子限域到具有豆莢狀結構的碳納米管的管腔中。實驗和理論研究證實，在這一體系中，包裹納米金屬鐵的碳層阻斷了反應氣體與鐵納米粒子的直接接觸，從原理上避免了反應過程中活性金屬鐵納米粒子的深度氧化，以及其他有害組分對催化劑的毒化，解決了納米金屬鐵作為燃料電池陰極催化劑的穩定性難題。
??研究人員進一步對包裹金屬納米粒子的碳納米管壁進行雜原子（如氮原子）摻雜并同時改變金屬納米粒子組分，制得了氮摻雜碳納米管限域的鐵-鈷納米合金催化新材料，并將其替代傳統的鉑碳催化劑應用于燃料電池電極反應中，在10ppm的有害成分硫存在時，電池保持了優異的活性和穩定性。
??這相當于給容易“受傷”的金屬鐵納米粒子“穿”上了一副由碳納米管制成的“鎧甲”，而鐵原子的活性d電子猶如士兵的雙手一樣可以在“鎧甲”外自由活動，完成催化氧分子的還原反應，從而實現燃料電池在酸性環境中穩定運行，并顯著提高了其在實際運行中的抗中毒能力。
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標簽：貴金屬催化劑燃料