特拉华大学(University of Delaware)的一组工程师开发了一项技术，可以使燃料电池更便宜、更耐用，这一突破可能会加速燃料电池汽车的商业化。《自然通讯》上发表的一篇论文中描述了他们的研究结果。氢燃料电池是内燃机的绿色替代品，因为它们通过电化学反应产生能量，不会留下任何污染。被称为催化剂的物质刺激这些电化学反应。铂是汽车燃料电池中最常见的催化剂。然而，铂金是昂贵的，买珠宝的人都知道，这种金属的价格约为每公斤3万美元。
“这种材料通常是在非常高的温度下制造的，大约1500摄氏度，在这些温度下，它会变得很大，而且几乎没有化学物质的表面，我们的方法是首先将纳米级材料制成的高表面积材料，在商业上与催化有关。”研究人员使用一系列的步骤，包括水热处理、分离、还原、渗碳等一系列步骤，制造了碳化钨纳米颗粒。
“我们可以在生产过程中分离出单个的碳化钨纳米颗粒，并使颗粒尺寸分布均匀，”接下来，研究人员将碳化钨纳米颗粒加入到燃料电池的膜中。汽车燃料电池，称为质子交换膜燃料电池(PEMFCs)，含有聚合物膜。这种薄膜将阴极与阳极分离开来，它将氢(H2)分解成离子(质子)并将其传递到阴极，从而产生电流。
这种塑料薄膜随着时间的推移会逐渐磨损，特别是如果它经历了太多的湿干循环，这很容易发生，因为在燃料电池的电化学反应过程中产生了水和热。当碳化钨加入燃料电池膜时，它会使膜达到优化性能的水平。“碳化钨催化剂改善了燃料电池的水管理，减轻了加湿器系统的负担。”研究小组还发现，碳化钨捕获有害的自由基，然后才能降解燃料电池膜。因此，使用碳化钨纳米颗粒的薄膜的寿命比传统的要长。
“我们开发的低成本催化剂可以在膜内结合，以提高性能和功率密度。”因此，燃料电池栈的物理尺寸可以降低，从而使它更轻更便宜。此外，我们的催化剂能够在不牺牲耐用性的情况下提供更高的性能，这比其他组都有很大的改进。
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