燃料電池是具有廣泛應用前景的新能源技術。碳載鉑基催化劑 (Pt/C) 是最常用的燃料電池電極催化劑, 不過Pt/C穩定性較差、且成本高昂, 嚴重限制了燃料電池的規模化應用。共價型碳化物碳化矽和碳化硼, 由於具有極強的共價鍵, 其物化穩定性優異, 成為製備高穩定性、低成本的燃料電池催化劑的重要基礎材料。
氫氣在工業、醫療等多個領域存在廣泛應用, 同時也是最常用的燃料電池陽極的燃料之一。鉑基催化劑目前還是效能最佳的制氫催化劑, 碳化矽 (SiC) 是一種物化效能十分穩定的化合物, SiC作為重要組分的複合奈米材料也常常被用來做鉑基催化劑的載體。
B4C也是高穩定性共價化合物, 具有良好的化學穩定性, 近年來也作為催化劑載體材料引起人們的關注。碳化硼 (B4C) 不會與酸和生物鹼發生反應, 它的低密度和高化學勢使得它成為酸性中最穩定的物質之一。透過協同作用, B4C可能促進催化活性, 因而被期望用作燃料電池的催化劑載體材料。
作為共價型碳化物, SiC和B4C具有極強的共價鍵, 物化穩定性優異, 是其成為高穩定性催化劑的主要原因。SiC和B4C在電催化領域應用空間廣闊, 也必將助力燃料電池的大規模商業化應用。
