Đột phá trong chất xúc tác pin nhiên liệu hydro: Hợp kim Cu₃Pt giảm 75% lượng bạch kim

Annie Nguyễn
11/08/2026

Các nhà nghiên cứu tại Viện Vật liệu IMDEA (Madrid, Tây Ban Nha) vừa công bố một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực pin nhiên liệu hydro, có thể giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất. Họ đã phát triển một chất xúc tác màng mỏng từ hợp kim đồng-bạch kim (Cu₃Pt), được đặt trên một lớp nền đặc biệt bằng hợp kim niken-titan có khả năng ghi nhớ hình dạng. Bằng cách tác động một lực nén cơ học cực nhỏ (dưới 1%) lên vật liệu này, nhóm nghiên cứu đã đạt được hiệu suất xúc tác tương đương với bạch kim nguyên chất, trong khi chỉ sử dụng 25% lượng kim loại quý này.

Cơ chế và hiệu suất vượt trội

Chất xúc tác mới tập trung vào việc cải thiện phản ứng khử oxy, một quá trình diễn ra tại cực âm của pin nhiên liệu màng trao đổi proton (PEM). Đây vốn là phản ứng then chốt quyết định hiệu suất và chi phí của pin.

Theo công bố trên tạp chí Electrochimica Acta, ở điều kiện thử nghiệm trong môi trường axit với mật độ dòng điện 1 mA/cm², chất xúc tác Cu₃Pt được xử lý biến dạng đạt thế điện hóa 855 mV. Con số này gần như tương đương với mức 856 mV của chất xúc tác platin nguyên chất. Điều này chứng tỏ rằng hợp kim Cu₃Pt, vốn được tạo ra từ kim loại rẻ hơn nhiều (đồng), có thể cạnh tranh trực tiếp về mặt hiệu suất với bạch kim, vốn được xem là tiêu chuẩn vàng trong các ứng dụng pin nhiên liệu.

Tác động và triển vọng

Thành công này được dẫn dắt bởi nhà nghiên cứu Jorge Redondo và mở ra một hướng đi mới đầy hứa hẹn để phát triển các điện cực cực âm cho pin nhiên liệu PEM không chỉ có chi phí thấp hơn mà còn bền bỉ hơn. Việc giảm tới 75% lượng bạch kim tiêu thụ có thể làm giảm đáng kể một trong những rào cản chi phí lớn nhất đối với việc thương mại hóa rộng rãi xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro. Kỹ thuật "biến dạng tinh thể" (strain engineering) sử dụng lớp nền hợp kim nhớ hình đã chứng minh là một phương pháp hiệu quả để điều chỉnh cấu trúc điện tử của chất xúc tác, tối ưu hóa khả năng hấp phụ các phân tử phản ứng mà không cần đến lượng lớn kim loại quý hiếm và đắt đỏ.