不再使用貴金屬，新款分子催化劑效能追上白金！

燃料電池的主要原理為，氫氣接觸到陽極產生氧化反應釋放出電子，電子以額外的路徑跑到陰極，而此路徑通常會放上馬達之類的負載將電能轉換成其它形式。氫氣失去電子之後，穿過電解質到達陰極，與從另外路徑的電子以及空氣結合，變成水或二氧化碳排放到大氣中。

在剛開始發明燃料電池的時候，陽極採用鉑作為催化劑，將氫氣分解成質子和電子，之後雖然有其它類型的燃料電池誕生，但還是需要金屬作為材料，譬如銠、鋰、鋯、鈀。當然在此領域一直都有新材料的研究，只是一直沒有辦法達到鉑的效率。

▲燃料電池的基本原理。（圖片取自維基百科，部分由筆者中文化）

近期於 ACS Central Science 發表的一篇研究指出，威斯康辛大學麥迪遜分校內部的一組化學團隊，受到他們先前化學工業中氧的應用研究啟發，發現過程與燃料電池原理相當類似，於是決定結合看看是否能夠激盪出火花。

這個用以取代鉑的新款分子催化劑，主要由次硝酸（Nitroxyl）和氮氧化物所組成。在過去也不是沒有人進行過分子催化劑用於燃料電池的研究，但這是首次能夠追上鉑反應效率，而且還能夠持續改良分子催化劑的結構，在未來甚至有達到更高反應速率的可能。

雖然一時半刻燃料電池的體積還無法縮小，搭載於你我的行動裝置，至少此研究已可大幅降低燃料電池的造價，也因不含重金屬，丟棄時比較不會造成環境汙染，對於未來人類朝向乾淨能源的終極目標又向前邁進了一步。

資料來源：

Molecular fuel cell catalysts hold promise for efficient energy storage

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