为燃料电池而生的新型薄膜材料
康奈尔大学的研究人员合成了一种用于燃料电池的新型薄膜催化剂。相关成果在3月10日 AIP出版的APL材料期刊上发表。该团队首次报道了Bi2Pt2O7黄绿石的外延薄膜生长，这种薄膜可作为更有效的阴极——燃料电池的基本组成部分，通过阴极，正电荷流经外电路，传递电能。
“迄今为止，用于清洁能源的氧催化剂薄膜的研究一直集中于钙钛矿结构氧化物及其衍生物。”首席研究员Araceli Gutierrez-Llorente这样说道，“在诸如燃料电池阴极材料的应用方面，立方焦绿石结构是钙钛矿颇具吸引力的替代品，然而这方面的研究却很少。”
先前已成功制备出了焦绿石Bi2Pt2O7纳米晶粉末。事实上，相比于纳米晶粉末，外延生长薄膜在燃料电池催化剂方面更有效率。然而Bi2Pt2O7直接生长成薄膜需要氧化金属铂——这极具挑战的一步。
该团队用脉冲激光沉积法共沉积外延的δ-Bi2O3和无序的铂。薄膜在空气中退火使铂氧化，促进形成长约100纳米的外延Bi2Pt2O7晶体。
“我们的研究提供了目前已知的唯一一种生成外延Bi2Pt2O7晶体的方法，该晶体是燃料电池领域最有前景的氧化物催化剂。”Gutierrez-Llorente表示。固态氧化物燃料电池的阴极电化学还原氧气，Bi2Pt2O7的氧缺陷结构使之成为该过程理想的催化剂。
合成薄膜材料来替代块状粉末，开启了燃料电池技术的新可能。Gutierrez-Llorente称，“大量在块材中无法展现的奇特性质，可以在薄膜的复杂氧化物界面间产生。”
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