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图1. 高角度环形暗场（HAADF）扫描透射电子显微镜（STEM）的图像，显示相对较深的纳米粒子上有光亮的壳体，标志着核/壳结构的形成：铂单层壳体围绕在钯纳米粒子上。
贵金属铂在驱动汽车燃料电池反应中起到重要作用。铂是电池技术中最昂贵的组分，但科学家们现已经找到了一种方法来保护铂，并可减少使其在催化电极中所需的用量。
2010年11月10日，美国能源部（DOE）布鲁克海文（Brookhaven）国家实验室的科学家宣布，已经开发出一种新的电催化剂，这种新的电催化剂使用铂的单一层，并可最大限度地减少其磨损，同时在测试过程中，可保持高度的活性水平。这项研究已在《应用化学国际（Angewandte Chemie, International Ed ition）》上作为重要报告发表， 可以大大提高燃料电池汽车的实用性，也可以用于改善其他金属催化剂的性能。
新设计的催化剂是由单一的铂层包绕钯（或钯-金合金）纳米颗粒核心组成。它们的结构已由在布鲁克海文国家实验室的功能纳米材料研究中心和国家同步辐射光源中心进行了表征，见图1。
在传统的燃料电池催化剂中，氧化和还原循环由电压变化来触发，这种电压在停和走的驾驶时发生，对铂有损害。随着时间的推移，铂会溶解，造成对燃料电池不可逆转的损害。
在新的催化剂中，在他们的氧化和还原反应中，来自核心的钯比铂更有活性。稳定性试验模拟了燃料电池电压循环表明，经过10万次潜在的循环周期，大量的钯被氧化、溶解，并且在阴极被迁移走了。而在阴极和阳极之间的膜上，被溶解的钯离子由来自阳极的氢扩散而被还原，形成了小粒。
与此相反，铂几乎没有受到影响，除了有很少的铂单层收缩外。这种铂晶格的收缩，而使催化剂更有活性并增强了粒子的稳定性。
铂单层/钯核心催化剂的活性也仍然能保持非常高。在10万次循环后，它的活性仅减少了37%。
先前的工作上已说明了少量的金如何能提高催化活性，科学家们还开发了用钯-金合金芯制成的钼单层催化剂的形式。
添加金可进一步提高催化剂稳定性，在20万次循环试验后，仍能保持近70%的活性。
这表明该电催化剂优异的耐久性，特别是与简单的铂-碳催化剂相比，简单的铂-碳催化剂在很短循环时间后即丧失了近70%的活性。
这种活性和稳定性水平表明，这是一种实用的催化剂。它超越了美国能源部2010-2015年目标，它可用于汽车应用中使用。
釆用新型催化剂制作的燃料电池，每辆汽车只需要10克左右铂 ，钯不到20克。目前，用于处理尾气的催化转化器中，要使用5至10克的铂。由于燃料电池为动力的汽车将不排放废气，这就不再需要这种催化转化器，因此铂的使用量不会出现净增长。
除了汽车燃料电池的应用开发电催化剂外，这些发现指出了铂单层催化剂有广泛的适用性，并且这一概念可扩展应用于其他贵金属基催化剂中。
