随着全球向可再生能源的转变势头增强，一个关键挑战出现了：如何在没有太阳能和风能的时期有效地储存能量。 通过合作研究实现的氢燃料电池技术突破，标志着用银取代催化剂中的铂金属，显著降低了成本，标志着向经济、高效的绿色储能迈出了重要一步。
氢燃料电池是领先的竞争者，由于能源部SLAC国家加速器实验室、斯坦福大学和丰田研究所（TRI）的基础研究，斯坦福大学和以色列理工学院合作开发了一种燃料电池设备，该设备最近已付诸实践。
SLAC和斯坦福大学Suncat界面科学与催化联合中心的副科学家迈克尔·伯克·史蒂文斯（Michael Burke Stevens）表示：“氢燃料电池在能量储存和转换方面确实具有巨大潜力，可以使用氢作为汽油等产品的替代燃料，但可食用燃料电池仍然相当昂贵。 ”
Burke Stevens说，问题在于燃料电池通常依赖于含有昂贵铂族金属（PGM）的催化剂来促进化学反应，使系统正常工作。 这促使伯克·史蒂文斯（Burke Stevens）和她的同事们寻找使催化剂更便宜的方法，但对燃料电池的化学成分进行如此彻底的改变是一项艰巨的挑战：科学家们经常发现，在小型实验室环境中起作用的催化剂不起作用。
这一次，研究人员通过用更便宜的替代品部分替代铂族金属来平衡成本**。 但真正的关键是简化在电池电极中添加催化剂的化学配方。
图示了沉积在多孔碳电极上的银钯薄膜，研究人员认为这可以使氢燃料电池的制造更容易，成本更低。 *何塞·萨莫拉·泽莱德 N、约翰·道格林和迈克尔·伯克·史蒂文斯
科学家通常将催化剂混合到液体中，然后将它们铺在网状电极上，但这些催化剂配方并不总是以相同的方式在不同的实验室环境中使用不同的工具，因此很难将工作转化为实际应用。 “湿化学过程对实验室条件不是特别有弹性，”Suncat 的主管 Tom Jaramillo 说，他使合作成为可能。
为了解决这个问题，SLAC团队使用真空室以更可控的方式将新催化剂沉积到电极上。 “这种高真空工具是一种'所见即所得'的方法，”Jaramillo 说。 “只要你的系统经过良好的校准，人们原则上可以很容易地重现它。 ”
为了确保其他人能够复制他们的方法并将其直接应用于全尺寸燃料电池，该团队与以色列理工学院的专家合作，他们证明了该方法在实际燃料电池中有效。
这个项目不是为了在这里做燃料电池测试而设立的，所以我们很幸运。 “斯坦福大学的研究生何塞·萨莫拉·泽莱德（José Zamora Zeled）与达里奥·德克尔（Dario Dekel）和他在以色列理工学院的博士生约翰·道格林（John Douglin）建立了联系，他的目的是测试实际的燃料电池，所以这是一个非常好的资源组合，两个团队一起发现，通过用更便宜的银代替以前催化剂中使用的一些铂族金属， 他们可以以更低的速度实现同样高效的燃料电池——现在他们拥有了一种经过验证的催化剂开发方法，他们可以从中开始测试更雄心勃勃的想法。
我们可以尝试完全不含铂族金属，“以色列理工学院化学工程教授兼以色列理工学院能源项目主任哈拉米略说，他对这种合作的潜力同样感到兴奋。 “这对燃料电池研究以及燃料电池行业的实际催化剂开发大有裨益，”他说。
展望未来，此类研究将决定燃料电池是否能够发挥其潜力。 燃料电池对于重型运输和清洁能源存储来说确实令人兴奋和有趣，但归根结底，它是为了降低成本，这就是这次合作的意义所在。
编译**：scitechdaily