康奈尔大学能源材料中心（Energy Materials Center）的研究人员在寻求高效率、低成本和商业可行的燃料电池的过程中，发现了一种铂纳米粒子催化剂，它能使燃料电池更稳定，更持久耐用，更能抗一氧化碳中毒。这项研究由康奈尔大学能源材料中心主任Héctor D. Abruña教授和John Newman化学与化学生物学教授Francis J. DiSalvo牵头，这项成果已经发表于8月4日出版的《American Chemical Society》上[1]。

氢燃料电池有潜力替代汽油燃料：利用这些氢燃料电池能提供汽车的长途用电，它们可以快速充电，也能减少二氧化碳排放。但它们需要使用纯度极高的氢才能达到功效。这意味着传统燃料必须去除一氧化碳，这个过程花费大，能源消耗也大，阻碍实现燃料电池的商业可行性。

燃料电池以燃料的电化学分解而不是燃烧为原动力，即将化学能直接转化为电能。质子交换膜燃料电池（PEMFC）的阳极和阴极是由隔膜分离，这层隔膜能隔离电子但允许质子穿过。在电池阳极，催化剂使氢氧化，生产电子和质子，质子穿过隔膜，电子则产生电流。在电池阴极，电子与质子结合，并与空气中的氧气一起形成水。

铂或铂/钌合金常被用作质子交换膜燃料电池的催化剂，但这两者元素都很稀有昂贵，在一氧化碳含量低的环境中提炼也可能会失效。

为了生产一种更能容忍一氧化碳环境的催化剂，研究人员将铂纳米粒子沉积到掺杂钨的三氧化钛支撑材料上。试验表明，这种新材料能在一氧化碳含量高达2%的条件下工作，比起传统铂催化剂30%的失效率，它的失效率仅为5%，而且这种材料比纯铂更便宜，也更稳定。

Abruña提到，有了这种新的催化剂，就可以使用更多的非纯净氢，从而减少成本。研究人员现正准备将催化剂用于现实燃料电池中做实际测试。到目前为止，一切进展都良好。他补充表示，在以前的纯铂试验中，铂电池很容易一氧化碳中毒并很快失效，但新的催化剂仍能够继续工作。

美国能源部通过康奈尔能源材料中心（该中心属于能源前沿研究中心，由能源部科学局提供资金）来资助该研究项目。

[1] Deli Wang, Chinmayee V. Subban, Hongsen Wang, et al. Highly Stable and CO-Tolerant Pt/Ti_0.7W_0.3O₂ Electrocatalyst for Proton-Exchange Membrane Fuel Cells. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132 (30): 10218–10220.