據外媒報道，賓夕法尼亞州立大學領導的研究團隊研究了一種有前景的方法，可以降低燃料電池的成本。通過復制計算機芯片制造工藝，新方法可以減少電池中鉑族金屬（PGM）的使用量。

（圖片來源：賓夕法尼亞州立大學）

據悉，新工藝可以降低大規模生產質子交換膜燃料電池的成本。這種電池可用于為重型車輛提供電力，從而減少溫室氣體排放。

新工藝利用自組裝嵌段共聚物模板（在納米級層面形成有序圖案的結構）來創建高表面積載體。該工藝通常稱為嵌段共聚物光刻（block copolymer lithography），是一種自下而上的光刻圖案化工藝，用于在大面積上制作特征尺寸為6-40納米的密集型圖案。該團隊制作出具有小周期特征尺寸的密集高表面積載體，然后在載體基板上噴射了一層薄薄的PGM。

研究人員Christopher Arges表示：“這是首次采用這種技術來制造PGM含量極低的電極。在高表面積碳載體上，新型非合金化電催化劑表現出與最先進的鉑納米顆粒相當的性能，同時更加耐用。”

燃料電池電動汽車是更常見的鋰離子電池電動汽車的替代選項之一。Arges表示：“當使用鋰離子電池的車輛專門用于運輸貨物和乘客時，例如飛機、公共汽車、輪船、火車和大型卡車，其性能表現不佳，因為沒有時間等待充電。此外，當車輛較大且行駛距離很遠時，燃料電池電動汽車可以提供高能量密度。”

在重型車輛中，由于燃料電池的能量密度更大，能夠在有限的空間或重量內存儲更多的能量，因此可以提高效率，實現更長的續航里程。此外，燃料電池電動汽車使用氫氣，不會產生排放或污染物。

Arges表示：“燃料電池不是將氫氣與空氣中的氧氣燃燒，而是在一個電極上與氫氣發生電化學反應，并在另一個電極上與氧氣發生另一種反應。在氧電極處，反應后的氫氣中的質子與氧氣結合。反應的電子通過電池向外移動，從而為電機提供動力，唯一的副產品是水。此外，如果通過可再生能源進行水電解制氫，則可以實現具有零碳排放的綠色氫。”

燃料電池電動汽車可以實現零排放和更高的能量密度。但是，目前加氫基礎設施不足是限制其發展的一個因素。Arges表示，該團隊的新型擴展表面電催化劑，有潛力用于綠色水電解制氫的其他電化學過程。“現在，研究人員致力于將這一工藝整合到制造膜電極組件中，以用于燃料電池發電廠和水電解槽。”