美国研发：氢燃料电池新突破 关键催化剂以银取代铂

氢燃料电池车，车子可以到加氢站补充氢燃料，然后氢气就能直接透过燃料电池化为电力，仅会排放无害的水。（图/Toyota）

随着能源转型，可再生能源的形象好、建设速度快，成为各国能源改革的主流，然而一个以回避的关键问题也一直如影随形：如何有效储能？氢燃料电池就是重要的选择，因为它可以直接把氢燃料化为电力。然而它要运用铂金属（白金），使得成本无法降下来。现在科学家终于找到了可行的替代物-白银。虽然它也列为贵金属，但相比于白金，银算是廉价了不少。

由美国能源部、SLAC国家加速器实验室、史丹佛大学SUNCAT界面催化物中心、丰田研究院（TRI）的合作团队，最近提出了新的燃料电池技术。SLAC和史丹佛大学界面科学与催化中心的副院长史蒂文斯（Michaela Burke Stevens）表示：「氢燃料电池在能量储存和转换方面，确实具有巨大的潜质，它是氢气能源系统的关键。」

但是，燃料电池在先天上有着成本困境。史蒂文斯解释：「燃料电池通常依赖含有昂贵铂族金属（PGM）的催化剂，以促进化学反应，并让系统正常运作。几十年来，科学家一直在寻找替代的催化剂，但总是无法离开实验室。」

几十年来，白银也多次被拿来实验，但是这一次，真正的关键是催化剂与到电池电极上之间的化学配方，做出大胆的修正。

科学家通常先将催化剂混合到溶液当中，然后将其溶液铺到网状电极上，但这些催化剂配方，在不同的实验室环境中并不总是以相同的方式发挥作用，经常出现实验成果无法重现的问题。

SUNCAT主管加拉米洛（Tom Jaramillo）说：「湿化学制程对实验室条件而言，并不总是特别有弹性。」

为了解决这个问题，SLAC团队使用「高真空室」，来将新催化剂沉积到电极上。这杜绝了实验室的空气、湿渡与温度的影响。「只要真空系统校准得好，原则上可以很容易地重现实验。」

为了确保其他人能够复制他们的方法，并证明同样技术可以直接应用于全尺寸燃料电池上，研究团队又与以色列理工学院的专家合作，由他们学校的实验室，进行相同的步骤流程，以证明该方法在实际的燃料电池制作中也有效。

两个团队共同发现，白银确实可以取代一些铂族金属，这使得燃料电池材料成本一下子就降了下来。

不过，由于保险起见，初步实验的催化剂还是含有一些铂金属，因此现在研究团队正在调整催化剂配方，试图达到完全不含铂族金属的理想状态。

加拉米洛表示，现在我们知道真空实验室是调整配方的理想环境，说不定我们还能继续找到更便宜的催化剂，到时候燃料电池将成为最重要的储能设备，也将是最合适的电动交通工具的电力来源。