日前，中國國立清華大學，陳燦堯教授開發出一種利用超聲波在金屬表面上形成微小凹槽的方法，與原子級鉑催化劑結合使用，使堿性燃料電池的效率提高了一倍。

據稱，這種原子級催化劑將氧還原（陰極反應）電流強度提高了十倍，連續運行八個月沒有降解，同時使生產成本降低了90％，燃料電池壽命約為兩到三年。

目前這項研究已在2月出版的《自然通訊》雜志上發表并被選為能源材料的重點論文。陳燦堯表示，目前其團隊正在進行催化劑量子尺寸相關性研究，以使電池更便宜、高效。

探索原子尺度的邊界

燃料電池是將化學能轉換成電能的發電裝置。AFC比酸性電池更安全、有效，因此廣泛用于航天器和衛星。催化劑則是燃料電池性能的關鍵組成部分。

陳燦堯表示，影響催化劑效率的因素很多，特別是尺寸。在相同體積下，催化劑顆粒越小，表面積越大，性能越高。但是，如果顆粒太小，它們就會變得不穩定并迅速失去效率。因此，需要找到一種減小尺寸和增加穩定性的方法。

靈感來自對咖啡蘇打的熱愛

陳燦堯表示，咖啡蘇打給了他新的研究策略。2016年，在與咖啡店老板聊天時，他發現根據咖啡和蘇打水倒入玻璃杯的順序，泡沫的甜度、味道和數量非常不同。

于是，他讓研究助理顛倒了晶體生長的順序。與傳統方法不同的是，他們每10秒添加新材料，并在短短幾秒鐘內停止反應，這就產生了Pt三聚體催化劑。

降本提效并延長壽命

最初，陳燦堯的學生對他的非正統方法有些懷疑。但隨著數百次失敗，他們最終使Pt三聚體催化劑保持了穩定，同時保持AFCs的高活性。陳燦堯稱，他的原子催化劑中鉑的用量僅為1％，并且質量流密度增加了30倍，而普通商業催化劑用量為35％。