氫燃料電池可使清潔汽車只排放水。最近幾家主要汽車制造商宣布他們將增加投資建設燃料站，而其他制造商正推出新的車型。但是，挑戰(zhàn)仍然存在，包括化學反應的利用和有效使用氫和氧氣體的方法。目前，兩個研究小組報告了燃料電池技術關鍵化學反應的進展。
氫氣(H2)燃料電池由H2和氧氣(O2)氣體反應產生能量。為了實現(xiàn)這一目標，需要幾個相關的化學反應，其中兩個需要使用催化劑。第一步是分別生成這兩種氣體，最常見的方法就是利用電解的方法，用電流分解水。接下來，燃料電池需要促進H2氧化，還原O2生成水。目前，這些反應的催化劑，要么過于昂貴并且在實際使用中需要消耗大量能源，要么產生不良的副產品。因此，斯坦福大學的Yi Cui團隊和威斯康辛大學James Gerken和Shannon Stahl，各自尋求用于這些反應的新材料。
Cui的團隊研究第一反應，開發(fā)分解水的新型多孔材料催化劑。特別地，他們使用地球豐富存在的便宜的金屬氧化物。這些氧化物也非常穩(wěn)定，在水里可反應持續(xù)100小時，明顯優(yōu)于研究人員已報道的其他非貴金屬材料。在氧氣還原方面，Gerken和Stahl展示了怎樣把常被用于有氧氧化的催化劑系統(tǒng)借鑒到電化學還原過程中。盡管出于互補的目的，這兩項在方法上存在分歧，與斯坦福團隊展示的粗糙氧化物材料不同，威斯康辛大學麥迪遜分校的研究人員利用廉價無金屬的分子催化劑的優(yōu)勢。這些發(fā)現(xiàn)共同證明了推動燃料電池發(fā)展的化學技術的潛力和廣度。
