氢氧化铁负载铱(Ir)催化剂活性评价图
燃料电池是一种新型的以氢气为燃料的发电装置，能量转化率理论上可达90%，发电效率远高于相应内燃机，且水是反应的唯一产物，能有效地避免环境污染 ,是一种真正意义上的清洁能源。燃料电池上述特点使其在不同领域的应用备受关注，其相关研究也成为了近十几年来的研究热点。以氢气为燃料的质子交换膜燃料电池( PEMFC) 是用于能源发电、汽车工业、船舶工业、航空航天、家用电源和移动通讯等行业的一种具有应用前景的燃料电池。
氢来源非常广，可通过石油、天然气、煤等化石燃料制取，可由常规燃料醇和烃类制得；也可以由生物质制取(如细菌制氢和发酵制氢等)。但氢气的车载储存存在较大的问题，较为理想的解决方法就是在燃料电池系统中配置一个转化装置，将车载的“碳2氢”原料(烃类) 经过水蒸气重整、自热重整、水蒸气转化或部分氧化等过程转化为富氢气体，该富氢气体经处理后可用作燃料电池燃料。但此富氢燃料中通常含有0.5—2 vol %的CO，而燃料电池的电极对CO具有极高的敏感性，对于Pt电极要求原料气体中CO的浓度必须小于10 ppm，即使用合金电极也要求原料气中CO浓度不超过100ppm。为了达到此目的，在研究过程中采用了诸多方法，以选择性氧化脱除富氢气中少量的CO 效果最佳，且对于富氢气中CO氧化脱除的研究已成为当今世界催化研究领域的热门课题之一。
中科院大连化学物理研究所张涛研究员和王晓东研究员领导的研究团队长期致力于高分散金属催化剂的研究与开发，近期在高分散铱(Ir)催化剂的研发中取得重要进展。他们制备的新型氢氧化铁负载铱(Ir)催化剂，在CO氧化和富H2气氛下CO选择氧化中表现出与金催化剂相当的催化活性。
初步研究结果表明，该制备方法可以进一步拓展到其它Pt族贵金属催化剂的制备，具有通用性。有关最新的研究结果已于日前以通讯形式在线发表于Angew. Chem. Int. Ed.上。
目前的选择性优先氧化(PROX)催化剂主要有负载Au催化剂。张涛研究组致力于Pt基和Ir基PROX催化剂的开发及反应机理研究，不仅开发了单原子铂基高分散催化剂和新型铱基催化剂，而且还对这类催化剂上PROX反应机理进行了深入研究。
前期研究发现，载体中掺入氧化铁物种可以大大提高催化剂活化氧气的能力从而提高催化剂活性。在此认识基础上，最新研究采用特殊的氢氧化铁载体提供活性氧或提高催化剂活化氧能力，成功制备了亚纳米尺度(<1nm)高分散的Ir基催化剂，通过吸附量热与原位红外表征证明氢氧化铁载体在提高催化剂活化氧的能力中具有显著作用。
与标准Au/Fe2O3催化剂(目前公认的CO氧化高活性催化剂)相比，该催化剂不仅具有相当的活性(室温CO全转化)，而且具有更宽的CO全转化温度窗口(20—60°C)，为高活性PROX催化剂的研制与应用提供了新的思路和选择。