高酸环境适合快速氢氧化反应，这是燃料电池的核心过程，但传统燃料电池依赖贵金属催化剂如铂和钯，成本高昂。

为了降低成本，康奈尔大学的Abruña和Muller研究团队与碱性能源解决方案中心合作，开发了碳涂层镍催化剂，在碱性环境中保持氢氧化反应活性。测试中，该催化剂与氧还原反应催化剂配对，功率密度超过美国能源部基准，为使用镍和钴等廉价金属的碱性燃料电池应用奠定基础。

Héctor D. Abruña教授表示：“这在燃料电池应用中可能具有变革性，因为它摆脱了对贵金属的需求。它具备了人们在廉价材料中寻找的性能指标。”该研究发表于《美国国家科学院院刊》，共同通讯作者包括David Muller，共同第一作者是李启浩和施子潇。

研究人员指出，碱性介质允许使用非贵金属，但镍单独使用时易氧化失活。通过显微和光谱技术，他们发现碳涂层保护镍表面，形成纳米级石墨烯层，既允许电子隧穿进行反应，又防止氧化。对比图像证实了涂层的有效性。

性能测试显示，电池功率密度达到每平方厘米1瓦，超过能源部目标，与贵金属燃料电池相当。催化剂成本不再是限制，但耐久性需提升至15,000小时运行。Abruña说：“我们大约在2,000小时，已在可及范围内。”工程改进可弥补差距，该技术有望用于汽车、发电机和分布式电力系统。

出版详情：作者：Kate Blackwood, Cornell University；标题：《Platinum-free fuel cells get a boost thanks to carbon-coated nickel catalyst》；发表于：《Proceedings of the National Academy of Sciences》(2026)。