任何購買珠寶的人都知道，鉑金價格昂貴。鉑金除了會出現(xiàn)在珠寶櫥窗中，人們也可以在氫燃料電池催化劑原料清單中發(fā)現(xiàn)它們的身影，而這便是氫燃料電池價格高漲而不跌的原因。不過最近普林斯頓大學(xué)（PrincetonUniversity）成功找到潛力替代品，成本只要鉑金催化劑的五分之一，未來或許有機(jī)會能降低電池成本。研究人員報告說，一種基于鉿的化合物的工作效率與鉑相關(guān)的材料相當(dāng)，約為60％，但成本約為其五分之一。

氫燃料電池利用氫與氧的化學(xué)變化來產(chǎn)生電力，氫氣會從燃料電池陽極進(jìn)入，透過陽極催化劑分解成氫離子與電子，之后電子會經(jīng)由外電路形成電流抵達(dá)陰極，氫氣失去電子后，則會通過電解質(zhì)到隔壁的陰極；陰極則是氧氣進(jìn)入的地方，氫離子、電子跟氧氣會在陰極催化劑的幫助下產(chǎn)生反應(yīng)與水。

不會排放任何廢氣，只會產(chǎn)生水與熱，上述特性讓氫燃料電池被視為化石燃料的替代能源之一，更是備受看好的電動車電力來源，可惜的是，做為催化劑的鉑金十分昂貴，地殼含量也不多，各界還無法大量採用氫燃料電池，雖然科學(xué)家也想過用其他金屬、合金或是化合物來製作催化劑，但效能都比不上鉑金。

科學(xué)家在過去的實(shí)驗(yàn)中不斷碰壁，合金催化劑的性能雖然一開始能超越鉑金，但過不久就會開始氧化且淋溶；若用較便宜的金屬來當(dāng)作催化劑，催化劑劑量得加大，反而讓過多催化劑附著在電極上，進(jìn)而降低能源效率。

對此，普林斯頓大學(xué)生物與化學(xué)工程教授BruceE.Koel表示，鉑金催化劑近乎完美，電化學(xué)反應(yīng)快又可以承受嚴(yán)苛的酸性條件，但其實(shí)替代品不需要像白金一樣盡善盡美。

團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，過去從來沒有注意過的低導(dǎo)電性材料，經(jīng)過特殊處理后也能大變身，就好比氮電漿處理過的氧化鉿（hafniumoxide），不僅能轉(zhuǎn)變成薄膜材料，還能成為高活性、承受強(qiáng)酸的催化劑，或許是個不錯的鉑金催化劑替代品。

研究測試指出，新型鉿薄膜催化劑的效率雖然只有鉑金的60%，但勝在成本低，為鉑金的五分之一，且除了能應(yīng)用在氫燃料電池，還可以跨入電化學(xué)水分解製氫領(lǐng)域，合作企業(yè)HiTNano科學(xué)家XiaofangYang指出，電解水製氫也是再生能源經(jīng)濟(jì)重要的一環(huán)，該研究重要性不言可喻。

團(tuán)隊未來也會考慮測試更便宜的鋯，只不過這項(xiàng)研究是否能進(jìn)一步降低氫燃料成本，現(xiàn)在可能還不好說，如今科學(xué)家還無法將新催化劑與研究帶出實(shí)驗(yàn)室，也要考慮到大規(guī)模製造的成本。只能說科學(xué)家透過這項(xiàng)研究開闢另一種可能，Koel指出，團(tuán)隊現(xiàn)在還不清楚研究的箇中道理，還要再持續(xù)研究材料的特殊性能。

目前相關(guān)研究成果已發(fā)表在《NatureCommunications》。