一氧化碳，常被视为对人体有害的“无声杀手”，如今却成为燃料电池催化剂领域的福音。韩国能源研究院氢燃料电池实验室的研究人员开发出一种创新技术，利用一氧化碳精确控制厚度为0.3纳米的金属薄膜，从而更快、更简便地生产核壳催化剂。这一成果发表在《ACS Nano》杂志上，有望显著提升燃料电池的经济可行性，推动相关产业快速发展。

核壳催化剂，作为提升燃料电池经济效益的关键因素，其内核与外壳由不同金属构成。通常，内核采用低成本金属，而外壳则选用铂，以促进燃料电池中的反应。这种结构使得催化剂在保持高性能的同时，仅需少量昂贵的铂，从而降低了成本。然而，要获得高性能的核壳结构，必须在核表面精确包覆一层原子级厚度的壳层，这一过程既复杂又耗时。

为了解决这一问题，研究团队开发了CO吸附诱导沉积(CO AID)技术。该技术利用一氧化碳的氧化还原特性，无需额外步骤或还原剂，即可实现精确的金属涂层，并将加工时间大幅缩短至传统方法的十分之一。研究团队利用一氧化碳对金属表面的强亲和力，使其以单分子层的形式吸附在核心金属表面，然后选择性地将铂还原到这一层上，从而精确控制壳层厚度，达到约0.3纳米的超薄尺度。

利用新方法，研究团队仅需30分钟到2小时即可制备公斤级核壳催化剂，相比传统方法耗时超过24小时，这是一个巨大的进步。此外，该工艺无需电化学系统或额外还原剂，进一步降低了生产成本。研究团队还通过将铂包覆在钯、金和铱等金属上制备了核壳催化剂，其中钯基铂核壳催化剂的氧还原反应(ORR)活性约为市售铂碳(Pt/C)催化剂的两倍，耐久性约为其1.5倍。

首席研究员朴博士表示：“这项研究源于将一氧化碳的毒性转化为纳米级薄膜控制工具的想法。该技术能够精确地在原子尺度上对材料进行工程化，并大幅缩短处理时间，从而提出了一种新的合成范式，具有极佳的商业化前景。”研究团队成员权博士也指出，这项技术不仅对燃料电池催化剂的生产具有重要意义，还可能对推进半导体和薄膜材料等领域的纳米粒子制造产生深远影响。

（来源：维度网）