盖世汽车讯 目前，一辆燃料电池汽车的成本约为7万美元，而一辆同等配置的汽油车的成本约为3万美元。其中，铂催化剂约占燃料电池堆总成本的45%。铂是一种贵金属，其价格通常会随着燃料电池动力系统需求的增长而上涨，这使得该技术无法享受传统的规模经济效益。利用铁作为铂的替代品，可以使氢动力交通工具在成本上比电池驱动型和内燃机驱动型交通工具更具竞争力。

据外媒报道，圣路易斯华盛顿大学（Washington University in St. Louis，WashU）的研究人员开发了一种稳定氢燃料电池铁催化剂的方法，这项技术发展旨在降低燃料电池汽车的制造成本。

图片来源：圣路易斯华盛顿大学

该研究团队由麦凯尔维工程学院（McKelvey School of Engineering）的Gang Wu教授领导，旨在通过稳定铁以供燃料电池系统使用，为需要高能量密度和集中式燃料补给的行业提供成本更低的替代方案。

环境与能源研究所（Environmental and Energy Study Institute）的数据显示，燃料电池能提取其燃料中超过60%的能量，而内燃机仅能回收汽油中不到20%的能量。研究人员表示：“当燃料电池产生的热量也被利用来发电时，其效率可以达到85%。”

氢燃料电池利用氢气和氧气（水的两种组成成分）来产生电力，并实现零排放。该反应需要催化剂才能进行。

铂因其高效性和化学稳定性而成为标准催化剂材料，但其稀有性造成了大规模生产的经济障碍。铁因其储量丰富且成本低廉而成为一种替代品，但铁缺乏在质子交换膜燃料电池（PEMFC）的酸性环境中运行所需的稳定性。

Gang Wu教授及其团队通过制备一种化学气相，能够在热活化过程中稳定铁催化剂，从而显著提高质子交换膜燃料电池中催化剂的稳定性，同时保持其足够的活性。

所开发的化学气相沉积技术在催化剂制备过程中引入气态前驱体，从而稳定催化剂碳氮基体中的铁原子。该工艺有效减缓了燃料电池运行条件下铁基材料常见的降解途径，例如脱金属和团聚。稳定的Fe-N-C催化剂在不牺牲燃料还原反应所需高催化活性的前提下，显著延长了使用寿命，成为铂族金属催化剂的理想替代品。

这项研究之所以聚焦于质子交换膜燃料电池（PEMFC），是因为它们适用于重型车辆，包括运输卡车、公共汽车和工程机械。这些车辆通常在集中式地点运行，从而简化了氢气加注的物流要求。与可以使用家用电力充电的乘用电动汽车不同，氢燃料电池汽车需要专门的加氢站。在已经使用集中式加氢站的重型车队中应用这项技术，随着技术的规模化发展，基础设施需求将更容易管理。 

Gang Wu教授表示：“经过几十年的稳定性问题困扰，现在我们终于能够解决这个关键问题了。”接下来，该研究团队将进一步改进他们的工艺，使铁催化剂比贵金属催化剂更适用于未来的燃料电池。