燃料也能变电池 清洁高效还方便

说到燃料，大家会想到什么?中学实验室里常用的乙醇?或是火电厂里发光发热的煤炭?抑或是可以让气球飘起来的氢气?你是否知道这些燃料也可以变成电池，未来有一天也能像锂电池一样，充斥我们的生活?

但受制于目前铂基催化剂昂贵的成本和有限的使用寿命，燃料电池没办法被大规模应用，开发新型廉价的非贵金属催化剂，一直是燃料电池研究领域的热点和难点之一。而在浙江省自然科学基金等的资助下，近期来自温州大学的杨植博士和黄少铭教授课题组，研制出了一种较为廉价的催化剂，有望替代贵金属铂基催化剂，应用在燃料电池中。该项研究结果发表在《先进材料》杂志上。

这项研究还得到了国家自然科学基金、国家杰出青年基金、浙江省科技厅项目以及浙江省化学重中之重学科的资助。

催化剂制约燃料电池发展

据杨植博士介绍，这是一种简单的、通用的基于雾化乙醇辅助热解途径，来制备碳纳米管阵列/过渡金属氧化物(氧化锰、氧化锌、氧化镍、四氧化三铁、二氧化钛)复合材料的新方法，采用该法制备的二氧化锰/碳纳米管阵列复合材料，在碱性环境中呈现优异的氧还原电催化性能，可望作为一种替代的贵金属铂基催化剂，应用在燃料电池阴极。

要想了解这成果到底有什么意义，首先得了解一下，到底什么是燃料电池。

百度百科上解释：燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能，直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”，而是一个“发电厂”。

杨植博士则更进一步向我们介绍了燃料电池：“燃料电池，从字面上看，是由燃料和电池两个词组成的。燃料，通常是指能通过化学反应释放出能量的物质。燃料有许多种，最常见的如煤炭、天然气、乙醇等，它们的主要成分是含碳或碳氢氧化合物。而燃烧的话可以把燃料所蕴含的化学能转化成热能，然后再通过设备转化成电能，如火力发电。但是这样中间会产生很多损耗，燃料的利用率不高，而燃料电池就是直接能把化学能转化为电能。”

燃料电池高效清洁环保

相信不少人看到这可能要问一句，那燃料电池有什么优势呢?

“对燃料电池的阐述，就是燃料电池的其中一个优势—高效。”杨植博士解释，而它的另一个优势，就是清洁环保，“如果直接燃烧煤，不仅能源损耗大，还会产生粉尘等，会对环境造成一定的污染。而燃料电池不会，它的产物通常只有二氧化碳和水，所以它是一种清洁高效的能源。”

既然它是一种清洁高效的能量来源，为何“燃料电池”这几个字看着有点陌生呢?

杨植博士表示，确实市面上的燃料电池并不多，因为这种电池需要催化剂来加以运作，对催化剂的要求很高，这就是研发的难点，也是燃料电池没有大规模应用的原因之一。“就拿氢气和氧气反应的燃料电池来说，要让氢气转变成氢离子，氧气变成氢氧根，并不是一件容易的事情，目前而言，能实现这样催化效果的催化剂，主要是铂或者铂合金。但大家也都知道，铂这玩意不便宜，这也制约了燃料电池的发展。”

因此开发其他能和铂基催化剂催化效果媲美且成本又不高的材料，或许能够推动燃料电池的发展和应用。