電極催化是燃料電池能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵因素。由于貴金屬如鉑被用作催化劑，提高效率是氫燃料電池的主要研究方向。
在Zuse- gemeinschaft的成員DECHEMA- forschungsinstitut (DECHEMA research institute)，科學(xué)家們與來自科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域的合作伙伴正在改進(jìn)聚合物電解質(zhì)燃料電池(PEMFCs)，以實(shí)現(xiàn)鉑的最佳利用。主要目的：防止貴金屬在使用過程中斷電。這應(yīng)該通過在電極結(jié)構(gòu)中盡可能地分散貴金屬，同時(shí)保持必要的穩(wěn)定性來實(shí)現(xiàn)。研究人員不僅在電極上研究鉑的結(jié)構(gòu)，還在碳基板上進(jìn)行研究。研究小組負(fù)責(zé)人讓-弗朗索瓦？德里萊解釋說：“如果碳太光滑，鉑顆粒就會(huì)聚集。”通過一種新型的中孔碳結(jié)構(gòu)，研究人員想要達(dá)到這樣一個(gè)目標(biāo)，即鉑粒子除了保持原來的形狀和特征外，還要停留在它們應(yīng)該停留的位置，甚至在運(yùn)行數(shù)千小時(shí)之后也不會(huì)離開它們的初始位置。
DECHEMA研究所在聯(lián)合項(xiàng)目中的任務(wù)是開發(fā)滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的鉑合金和碳。在制造碳的過程中，法蘭克福的研究人員選擇了一種工藝，包括促進(jìn)碳的孔隙結(jié)構(gòu)更靈活的配置，以作為鉑的基底。
原材料：一個(gè)問題領(lǐng)域
作為項(xiàng)目合作伙伴，薩爾大學(xué)正在進(jìn)一步評(píng)估石墨烯類化合物等碳結(jié)構(gòu)作為鉑催化劑載體的適用性。來自DECHEMA研究所和Saarland大學(xué)的材料正在Duisburg的另一個(gè)項(xiàng)目合作伙伴ZBT實(shí)驗(yàn)室的燃料電池中進(jìn)行測(cè)試。杜伊斯堡將加入分級(jí)催化劑層，以提高效率。
盡管燃料電池汽車對(duì)鉑的需求是個(gè)問題，但它并沒有支持內(nèi)燃機(jī)的論點(diǎn)，因?yàn)榻裉斓你K金需求主要來自汽車行業(yè)的三元催化轉(zhuǎn)換器。具體來說，今天全世界每年使用的170噸加工鉑中，大約有95噸用于傳統(tǒng)的三元催化轉(zhuǎn)換器。
按照目前的技術(shù)，每輛85千瓦的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)汽車平均需要30克鉑，因此，在今天的技術(shù)水平下，以傳統(tǒng)汽車的鉑用量計(jì)算僅能夠滿足約300萬輛燃料電池汽車的用量。這表明，提高鉑的使用效率的研究是多么的重要。因此，回收鉑納米顆粒是研究和開發(fā)的另一個(gè)關(guān)鍵主題。由于資源短缺，電池和氫燃料電池的混合使用有助于未來的電氣化交通。
