石瑛、邓德会 本报记者/杨丽娟 发布时间：2013-02-21
来源：辽宁日报
本报讯 中科院大连化物所包信和院士带领的团队日前创造性地为金属铁纳米催化剂穿上了碳纳米层“铠甲”（豆荚状碳纳米管），极大地提高了铁基催化剂在燃料电池中的稳定性和抗中毒能力，为未来非贵金属催化剂最终在燃料电池中的应用指明了方向。
催化剂能显著改变化学反应的速率，在化学化工等行业发挥了不可替代的作用。然而，在许多苛刻的反应条件下，金属催化剂由于缺少保护容易被所处环境腐蚀或毒化，从而大大降低了其使用寿命。在燃料电池领域，目前使用性能相对稳定的金属铂作为电极催化剂，但铂的稀缺与昂贵限制了燃料电池的大规模推广和应用。因此，用“廉金属”替代“贵金属”催化剂成为这项技术发展的瓶颈，也是燃料电池领域的研究热点和前沿科学。
金属铁是一种储量丰富的元素，被认为是最有希望替代燃料电池电极材料中铂的元素之一，但铁原子较活泼，极易被过度氧化形成没有活性的高价氧化铁。将其制成电极材料后，在燃料电池工作的酸性条件下，低价铁原子会被迅速过度氧化并溶解而失去催化反应活性，进而使燃料电池无法工作。
中科院大连化物所研究人员经过多年研究，成功地将金属铁纳米粒子限域到具有豆荚状结构的碳纳米管管腔中，犹如穿上了一副“铠甲”，避免了反应过程中活性金属铁纳米粒子的深度氧化，从根本上解决了纳米金属铁作为燃料电池阴极催化剂的稳定性难题。
此项研究成果不仅为燃料电池催化剂的贵金属替代研究提供了行之有效的途径，也为燃料电池大规模应用带来了曙光。
