當今廣泛應用的氫燃料電池利用鉑鈷納米顆粒作為催化劑，需要施加到導電碳載體材料上。由于燃料電池中的小顆粒以及碳受到腐蝕，因此隨著時間的流逝，電池會失去效率和穩(wěn)定性。
瑞士伯爾尼大學領(lǐng)導的國際科研團隊使用特殊工藝開發(fā)出了新的催化劑，性能更高、更耐用。
在氫燃料電池中，氫原子被分裂然后產(chǎn)生電能。為此，氫被送入一個電極，在那里它被分解成帶正電荷的質(zhì)子和帶負電荷的電子。電子通過電極流出，在電池外部產(chǎn)生電流，然后驅(qū)動汽車發(fā)動機。質(zhì)子穿過一個只對質(zhì)子滲透的膜，在另一邊與涂有催化劑（現(xiàn)在應用的是鉑鈷合金網(wǎng)）的第二個電極與空氣中的氧氣發(fā)生反應，從而生成水蒸氣，通過“排氣管”排出。
為了使燃料電池發(fā)電，兩個電極上都必須涂上催化劑。如果沒有催化劑，化學反應將進行得非常緩慢，這尤其只用于第二電極、氧電極。催化劑中的鉑鈷納米粒子在車輛運行過程中會“熔化在一起”，這會降低電池的效率，此外，通常用于固定催化劑的碳在反應過程中會被腐蝕，影響燃料電池的使用壽命。科研人員表示，他們的動機是在沒有碳載體的情況下生產(chǎn)出電催化劑。
之前，沒有載體材料的類似催化劑表面積較小，由于表面積的大小對催化劑的活性和性能至關(guān)重要，因此不合適工業(yè)使用?，F(xiàn)在，科研組設計的特殊工藝，解決了這一難題。
這是一種叫做陰極濺射的特殊工藝。采用這種方法，一種物質(zhì)的個體（鉑或者鈷）被離子轟擊溶解（霧化），釋放出來的氣態(tài)原子隨后凝結(jié)成一層粘合層。
“通過特殊的濺射工藝和隨后的處理，可以獲得一個非常多孔的結(jié)構(gòu)，這使得催化劑具有較大的表面積，同時又可以自我支撐，因此碳載體變得多余了?！比R布尼茨等離子體科學與技術(shù)研究所負責這項研究的主要作者古斯塔夫·西弗斯博士說。
研究小組負責人表示：“這項技術(shù)在工業(yè)上具有可擴展性，因此也可以用于更大的生產(chǎn)量，例如在汽車行業(yè)?！边@一研究讓氫燃料電池在道路交通中的應用得到進一步優(yōu)化。因此，這項研究結(jié)果對于可持續(xù)能源利用的進一步發(fā)展具有重要意義。
