近日，美國能源部（DOE）布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室和阿肯色大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)出一種高效催化劑，用于從乙醇中提取電能，乙醇是一種易于儲(chǔ)存的液體燃料，可由可再生資源產(chǎn)生。

據(jù)《美國化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》中描述的這種催化劑將乙醇的電氧化控制在理想的化學(xué)途徑中，從而釋放液體燃料的儲(chǔ)存能量的全部潛力。研究團(tuán)隊(duì)的BrookhavenLab成員開發(fā)并表征了一種新的核-殼催化劑，用于乙醇（l至r）的完全電氧化。

“這種催化劑可以改變游戲規(guī)則，使乙醇燃料電池成為一種有前途的高能量密度”離網(wǎng)“電源，”負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作的布魯克海文實(shí)驗(yàn)室化學(xué)家賈望說。一個(gè)特別有前景的應(yīng)用：液體燃料電池驅(qū)動(dòng)的無人機(jī)。

“與電池相比，乙醇燃料電池重量輕。他們將為使用液體燃料操作無人機(jī)提供足夠的動(dòng)力，這種液體燃料很容易在飛行之間重新填充，即使在偏遠(yuǎn)地區(qū)也是如此，“相關(guān)人士指出。

大多數(shù)這些途徑導(dǎo)致不完全氧化：催化劑使碳-碳鍵保持完整，釋放出更少的電子。它們還在該過程的早期剝離氫原子，使碳原子暴露于一氧化碳的形成，這會(huì)使催化劑隨時(shí)間推移起作用的能力“中毒”。

“乙醇的12電子全氧化需要在過程開始時(shí)斷開碳-碳鍵，而氫原子仍然附著，因?yàn)闅浔Ｗo(hù)碳并防止形成一氧化碳，”王說。然后，需要多個(gè)脫氫和氧化步驟來完成該過程。

這種新型催化劑結(jié)合了布魯克海文科學(xué)家一直在探索一系列催化反應(yīng)的獨(dú)特核殼結(jié)構(gòu)中的活性元素，加速了所有這些步驟。