韩国的一个研究团队合成了一种新型的金属纳米颗粒，利用半导体制造技术可以大大提高氢燃料电池催化剂的性能。韩国科学技术研究院（KIST，院长Seok Jin yoon）宣布，由氢燃料电池研究中心Sung Jong yoo博士领导的研究团队通过溅镀的物理方法成功合成纳米颗粒，而不是现有的化学反应。溅镀是一种半导体制造过程中使用的金属薄膜沉积技术。

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在过去的几十年里，金属纳米粒子在各个领域都有研究。最近，金属纳米颗粒作为氢燃料电池和水电解制氢系统的重要催化剂受到了广泛的关注。金属纳米粒子主要是通过复杂的化学反应制备的，在制备过程中也使用了对环境和人类有害的有机物质。因此，处理有害物质不可避免地会产生额外的成本，合成条件也具有挑战性。因此，业界需要一种新的纳米颗粒合成方法来克服现有化学合成的缺点，从而建立氢能体系。

由于具有较好的光学、催化等效应，金属纳米颗粒在生物、催化等领域受到广泛关注。

KIST研究小组采用的溅镀工艺是在半导体制造过程中覆盖金属薄膜的技术。将大金属块被等离子体切割成纳米颗粒，然后沉积在基板上形成薄膜。研究小组利用特殊的葡萄糖基质制备纳米颗粒，在制备过程中使用等离子体阻止金属纳米颗粒转变成薄膜。这种合成方法是利用等离子体的物理气相沉积原理而非化学反应。因此，用这种简单的方法合成金属纳米颗粒克服了现有化学合成法的局限性。

由于现有的化学合成方法限制了可用作纳米颗粒的金属类型，阻碍了新型催化剂的开发。此外，合成条件必须根据不同的金属类型而变化。然而，通过改进的合成方法可以合成更多的金属纳米颗粒。此外，如果该技术同时应用于两种或两种以上的金属，则可以合成各种成分的合金纳米颗粒。这将促进基于各种合金的高性能纳米颗粒催化剂的开发。

KIST研究团队利用该技术合成了铂钴钒合金纳米催化剂，并应用于氢燃料电池电极中的氧还原反应。与商业用作氢燃料电池催化剂的铂和铂钴合金催化剂相比，该催化剂的活性高出7倍和3倍。此外，研究人员还研究了新添加的钒对纳米颗粒中其他金属的影响。通过计算机模拟，他们发现钒可以通过优化铂－氧键能提高催化剂的性能。

KIST的Sung Jong Yoo博士评论表示：“通过这项研究，我们开发了一种基于新概念的合成方法，可以应用于关注金属纳米粒子的研究，开发水电解系统、太阳能电池和石油化学品。”他补充说：“我们将致力于建立一个完整的氢经济体系，并应用新的结构合金纳米颗粒来开发碳中和技术，以发展包括氢燃料电池在内的环保能源技术。”

原标题：受半导体技术的启发，氢燃料电池工作更舒畅