康奈尔大学的研究人员发现，氮掺杂、碳涂层的镍阳极可以催化氢燃料电池中的基本反应，而成本仅为目前使用的贵金属的一小部分。

　　他们认为，这一发现可能会加速清洁氢燃料电池在车辆和其他应用中的广泛使用。

　　在发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中，研究人员解释说，目前氢燃料电池需要昂贵的贵金属，如铂，以有效地催化它们用于发电的反应。尽管碱性聚合物电解质膜燃料电池(APEMFC)能够使用非贵金属电催化剂，但它们缺乏替代贵金属基系统所需的性能和耐用性。

　　燃料电池通过氢氧化反应(HOR)和氧还原反应(OOR)发电。特别是铂，是这两种反应的模型催化剂，因为它可以有效地催化它们，并且在PEM燃料电池的酸性环境中持久耐用。

　　据科学家称，最近对非贵金属HOR电催化剂的实验旨在克服两个主要挑战：由于氢结合能过强而导致的内在活性低，以及由于金属氧化物形成快速钝化而导致的耐久性差。

　　具体来说，最近的研究希望通过使用镍基电催化剂来克服这些挑战，该电催化剂具有由氮掺杂碳制成的2纳米壳。

　　康奈尔团队的氢燃料电池有一个阳极（氢气被氧化）催化剂，该催化剂由一个被碳壳包围的实心镍核组成。当与钴锰阴极（氧气被还原）配对时，由此产生的完全不含贵金属的氢燃料电池每平方厘米输出超过200毫瓦。

　　该小组指出，镍电极表面上氧化镍物质的存在显着减慢了氢氧化反应。氮掺杂碳涂层用作保护层并增强HOR动力学，使反应更快、更有效。

　　此外，镍电极上石墨烯涂层的存在防止了氧化镍的形成，从而使电极的寿命大大提高。这些电极对一氧化碳的耐受性也更强，一氧化碳会迅速毒化铂。

　　首席研究员Héctor D.Abruña在一份媒体声明中说：“这种新型阳极的使用将大大降低价格，从而使碱性燃料电池能够在广泛的领域中得到应用。”