找到关键技术 清洁能源催化剂省用铂金

铂金成本较高。这份新研究发现了催化剂作用过程的关键所在。将减少铂金的用量。

这项研究的主要研究员李媛媛说：“部分困难在于催化剂有着非常复杂的结构。催化剂由铂金纳米粒子（聚在一堆的铂金原子）附着在氧化铈的表面组成。一些铂金原子位于纳米粒子的表面。一些位于内核；一些位于纳米粒子和铈的接触面上。一些位于接触面的外围边界。原子所处位置的不同和它们在表面分布的方式。导致一些原子是暴露的。另一些不是。这都影响着铂金原子与气体分子的互动。”

以前的实验对于化学反应究竟是发生于纳米粒子还是单个的铂金原子上。反应的地点究竟带有正电荷还是负电荷。得出了矛盾的结果。

“我们想解决这些问题。为了找到反应的地点并了解反应过程。最好能够从原子层面研究这种催化剂。”

研究人员使用多种技术观察微观下的反应过程。“我们发现只有在纳米粒子和铈交界处外围的铂金原子才提供催化活动。这些反应点的动态特性促使一氧化碳从水里获得氧成为二氧化碳。水分子失去氧成为氢气。”

李媛媛说：“我们想当然地以为所有位于接触面的铂金原子都参与了作用。其实不是。我们不需要所有的铂金原子。只需要参与作用的那一部分。这有助于我们除去不必要的原子。降低催化剂的成本。

这份研究2月10日发布于《自然·通讯》期刊。