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?？蒲腥藛T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重要，因此不合適工業(yè)使用。現(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)。”這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。
