由華盛頓州立大學(xué)(WSU)團隊領(lǐng)導(dǎo)的研究人員開發(fā)了一種獨特且廉價的納米顆粒催化劑，可使固體氧化物燃料電池(SOFC)將液體燃料(例如汽油)轉(zhuǎn)化為電能，而不會終止電化學(xué)過程。該研究成果發(fā)表在《Applied Catalysis B：Environmental》雜志上。除了WSU的研究人員外，該團隊還包括來自馬薩諸塞大學(xué)、石溪大學(xué)、布魯克海文國家實驗室、中國佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院以及太平洋西北國家實驗室的研究人員。該研究成果有助于提高汽油動力車的效率，減少二氧化碳排放量。

燃料電池提供了一種將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的清潔而高效的途徑。由于燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)運行，而不是靠活塞的機械工作運行，所以燃料電池比汽車內(nèi)燃機更高效。當用氫氣作燃料時，唯一產(chǎn)生的廢物是水。盡管氫燃料電池技術(shù)前景廣闊，但是將高壓氫氣存儲在燃料箱中仍然存在巨大的經(jīng)濟和安全挑戰(zhàn)。在美國，氫氣基礎(chǔ)設(shè)施很少，該技術(shù)的市場滲透率很低。

與純氫燃料電池不同，成熟的SOFC技術(shù)可以使用多種液體燃料運行，例如汽油、柴油，甚至是生物柴油，并且在催化劑中不需要使用貴金屬。以汽油SOFC為動力的汽車可以使用現(xiàn)有的加油站。但是，以汽油為燃料的燃料電池容易在電池內(nèi)產(chǎn)生積炭，使轉(zhuǎn)化反應(yīng)停止。液體燃料中常見的其他化學(xué)物質(zhì)(例如硫)也會終止反應(yīng)并使燃料電池失活。

WSU團隊在其SOFC燃料電池中使用一種由鎳制成的廉價催化劑，在其中加入鉬的納米顆粒。對摻鉬催化劑進行測試的結(jié)果顯示，燃料電池能夠連續(xù)運行 24 h，而普通的鎳基催化劑在 1 h 內(nèi)就會失效。該系統(tǒng)可抵抗積炭和硫中毒。

這項工作是由美國海軍研究辦公室與華盛頓的地球富含材料部署與研究聯(lián)合中心(JCDREAM)共同資助的。