近日，韩国大邱庆北科学技术院能源科学与工程系Jong-sung Yu教授团队，采用液相合成法成功制备出钙铂合金纳米颗粒催化剂，在氢燃料电池实际环境中展现出远超国际标准的卓越表现，有望加速氢能源在交通和电力领域的商业化应用。目前相关研究成果已发表于国际权威期刊《Small》。

攻克钙难合金化难题，打造理想燃料电池催化剂结构

过去研究表明，将铂与碱土金属（如钙）合金化，有望显著提升燃料电池催化剂的性能与稳定性。然而，由于钙的电化学性质活泼，难以与贵金属铂稳定结合，导致全球范围内该类合金纳米催化剂的可控合成始终未能突破。

DGIST团队采用液相合成技术，成功构建出一种钙铂有序合金核心—富铂壳层结构的纳米颗粒。这种“核壳结构”不仅结合了铂的高活性，也通过钙元素的引入强化了结构稳定性，成为燃料电池催化剂的理想构型。

a) PtCa NPs合成示意图；b) PtCa/C NPs的TEM图；c) 高分辨TEM图像；d) HAADF-STEM图像，展示了Pt（亮斑）和Ca（暗斑）原子的有序排列。

实际应用表现远超国际标准

研究团队将钙铂合金纳米颗粒应用于燃料电池阳极，在实际运行条件下展现出高功率输出与优异耐久性，全面超越美国能源部设定的2025性能指标。这意味着，该催化剂已具备直接用于氢燃料汽车、电力设备等应用场景的可行性。

为进一步揭示性能背后的科学机制，研究团队还与德国杜伊斯堡-埃森大学Exner教授课题组合作开展理论模拟研究，证实钙-铂之间的强相互作用是其高耐久性与长期稳定性的关键所在。

“传统燃料电池催化剂往往难以兼顾高性能与长寿命，而我们此次开发的钙铂合金纳米颗粒不仅在两方面均有出色表现，同时生产成本更低，具备显著的市场应用潜力。”柳锺成教授表示。因此这项研究结果有望以低成本、长寿命的方式，推动氢能商业化落地。

粉体圈Coco编译