http://www.physorg.com/news125156841.html
March 19, 2008
一個 Wisconsin-Madison 大學與 Maryland 大學（UM）團隊開發出一種由新奈米科技所驅動的化學催化劑，那為更有效率的氫燃料電池車鋪路。
發表在本週 Nature Materials 的 AOP 中，UW-Madison 化學與生物工程教授 Manos Mavrikakis 與 UM 化學與生物化學教授 Bryan Eichhorn 描述一種新類型的催化劑，由一到二層鉑（Pt）原子環繞一個釕（Ru）奈米粒子所創造而成。其結果是一種強健的、室溫下的催化劑，那能夠大幅改善一種關鍵的氫純化反應，並在燃料電池中留下更多氫以產生能源。
有朝一日，在它燃料電池中將變得很普遍，藉由消耗來自於再生資源氫以創造電力。目前，世上大部分的氫供應是源自於在一種稱為重組（reforming）過程中的石化燃料。
此多階段過程中很重要的一個步驟，稱為氫存在時一氧化碳的優先氧化（PROX），會在氫進入燃料電池之前使用一種催化劑清除其一氧化碳（CO）。一氧化碳是燃料電池實用應用上的一大障礙，因為它會「毒害（譯註：使催化劑失去效用）」昂貴的、使燃料電池反應能運作的鉑催化劑。
因為運輸應用以及成為電池取代者而受到注目，質子交換膜燃料電池利用一種包含鉑催化劑（由某種固態聚合物分隔）的多孔碳電極來產生電力。氫燃料進入電池的一端，而氧進入相對的一端。鉑使來自於分子氫的質子更容易被製造出來，而這些質子穿越膜與另一端的氧起反應，反應產物就是電與水，熱則是副產品。
一種結合釕與鉑的傳統催化劑構成，需要加熱到攝氏 70 度才能能驅動 PROX 反應，不過相同的元素以 core-shell（核心 - 殼層）奈米粒子的形態結合，就能在室溫下運作。催化劑活化反應物並製造產物的溫度愈低，就能省下更多能量。
"我們了解為何它有效，" Mavrikakis 說。"我們現在知道這種非凡行為背後的緣由。第一個理由是 core-shell 奈米結構。這種基於聚合物的方法由我在 Maryland 的同事所開發，允許數量精確的一種元素，在此例中是鉑，能夠精確地被放置在你想要的、特定的釕種子上。"
這種相當特殊的奈米結構與構成證明其表面上的 CO 比純鉑明顯少了許多。因為這種結合相當弱，Mavrikakis 說，在 core-shell 奈米結構上能夠與 CO 結合的部位比單獨的鉑要少。這留下空缺部位讓氧進來並反應。
"第二個理由是，這裡有種全新的反應機制，使它運作相當良好，" 他說。"我們稱它為幫助氫的 CO 氧化（hydrogen-assisted CO oxidation）。它利用原子的氫進攻分子的氧並產生過氧羥基中間產物（hydroperoxy intermediate），接著，那很容就能產生原子的氧。再來，原子的氧會選擇性地攻擊 CO 以產生 CO2，使比純鉑還要更多的分子氫能夠進入燃料電池。"
雖然這項突破對於燃料電池技術的發展很重要，不過研究者表示，它在一般催化作用中更加值得注意。
首先，此團隊，包含畢業生 UW-Madison 的 Anand Nilekar 以及 Maryland 的 Selim Alayoglu，利用理論而非實驗方法將注意力集中在釕／鉑上，成為理想的 core shell 系統。
其次，釕與鉑在奈米尺度的製造，產生一種不同於釕、鉑大量結合時的奈米結構。對催化作用的領域來說，將這些方法湊成對能橋接表面科學與催化作用之間的空白，為各種重要的工業化學程序開闢一條新路線，發現新穎且更節能的材料。
※ 相關報導：
＊ Ru–Pt core–shell nanoparticles for preferential oxidation of carbon monoxide in hydrogen
http://www.nature.com/nmat/journal/v7/n4/abs/nmat2156.html
Selim Alayoglu, Anand U. Nilekar, Manos Mavrikakis &＊ 探索對付 NOx 排放的催化劑
Bryan Eichhorn
Nature Materials 7, 333 - 338 (2008)
doi:10.1038/nmat2156
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氫電池飛機試飛成功 航空邁向環保時代
【聯合晚報╱法新社西班牙奧卡納三日電】 2008.04.04
波音飛機公司3日宣布，它已首開紀錄，三度成功試飛氫燃料電池動力飛機。此一突破可能帶來更環保的航空工業。
波音公司技術長崔西在西班牙中部奧卡納市該公司研究中心的記者會上說：「波音公司已試飛氫燃料電池動力飛機，這是航空史上的第一次。這項發展是波音公司歷史性的科技成就，為更環保的前景帶來很大希望。」
波音今年2月及3月在馬德里市南方的奧卡納機場三度成功試飛氫燃料電池動力飛機。測試飛機為一架白色小型螺旋槳飛機，機身長度為6.5公尺，重量約八百公斤，翼展16.3公尺，可載二人。
這架飛機以一百公里時速飛行大約20分鐘，高度在海平面以上約一千公尺。飛機只使用氫燃料電池供應的動力，當時飛機上只有機師一人。氫燃料電池的動力來自液態氫與氧結合為水時產生的能量。此種動力可望帶來更清潔及可再使用的能源，因為它產生的「廢物」只是對人無害的水蒸氣。
波音說，雖然氫燃料電池可作為小型飛機的動力來源，但它不認為此種電池能成為大型客機的主要動力來源。
波音的試飛飛機把電池安放在乘客座位上，機師配備一個像潛水者背上的那種氧氣桶。波音說，試飛飛機可以飛行45分鐘，起飛時需要使用飛機的電池組提供額外的推動力，但一旦升上天空，只需依賴氫燃料電池提供動力。
由於燃料價格不斷上漲，加上人們日益擔心環境污染和全球氣候暖化，各界對更安全、更清潔和效率更高燃料的需求，也因而增加。飛機工業和汽車工業都在向這方面努力。
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