隨著大氣中二氧化碳含量達到歷史新高，尋找替代化石燃料的清潔能源變得越來越緊迫。
研究人員面臨的一個障礙是，當前的燃料電池技術(shù)依賴于使用鉑等昂貴的金屬催化劑將氫轉(zhuǎn)化為能量。然而，來自弗吉尼亞大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)研究生院的一個團隊已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種有機分子，可以作為傳統(tǒng)金屬催化劑的有效且成本較低的替代品。
燃料電池使電動汽車以及工業(yè)和住宅發(fā)電機成為可能，并且需要存儲風能或太陽能產(chǎn)生的能量，使用鉑等金屬來觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)，將氫氣等燃料源分解成質(zhì)子和電子，然后加以利用作為電力。
到目前為止，稀有金屬催化劑的有機替代品并不被認為是實用的，因為催化過程會導(dǎo)致它們分解成不再有用的部件。然而，在《美國化學(xué)會雜志》上發(fā)表的一篇論文中，化學(xué)副教授查爾斯·馬尚 (Charles Machan) 和邁克爾·希林斯基 (Michael Hilinski) 以及博士生。學(xué)生艾瑪·庫克和安娜·戴維斯發(fā)現(xiàn)了一種由碳、氫、氮和氟組成的有機分子，有可能成為實際的替代品。
馬尚說，這種分子不僅可以引發(fā)氧氣的還原(燃料電池內(nèi)部發(fā)生的反應(yīng))，還可以引發(fā)氧氣的還原反應(yīng)。它可以繼續(xù)與反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，然后恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
“這些分子在大多數(shù)分子降解的條件下是穩(wěn)定的，并且它們繼續(xù)實現(xiàn)與過渡金屬催化劑水平相匹配的活性，”馬尚說。
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