铂钯核壳结构示意图
目前燃料电池的研究中，科学家主要采用铂纳米粒子体系。然而在实际测试过程中，铂纳米粒子会溶解并再沉积到其他铂纳米粒子上，降低了催化效率。
双金属或多金属纳米体系因结构和组成的差异，与单金属纳米粒子相比，具有许多奇特的性能。美国能源部布鲁克海文国家实验室的科学家宣布，已经开发出一种应用于汽车燃料电池的新型催化剂。研究成果发表于Angewandte Chemie国际版上。
此催化剂是在钯纳米粒子团簇上合成单分子层铂纳米粒子，从而形成新型的核壳结构。这种具有核壳结构的新催化剂在氧化和还原反应中，来自核心的钯比铂更有活性，可最大限度地减少磨损，还可保持高度的活性。同时由于协同效应，处于核位置的钯纳米粒子改变了壳层的铂纳米粒子的氧化电势，极大的提高了整体催化剂的稳定性。
稳定性试验表明，经过10万次循环周期，铂单层/钯核心催化剂的活性仍能保持非常高，活性仅减少了37%。添加金可进一步提高催化剂稳定性，钯—金合金芯制成的铂单层催化剂在20万次循环试验后，仍能保持近70%的活性。这种催化剂非常实用，超越了美国能源部2010~2015年目标。
采用新型催化剂制作的燃料电池，每辆汽车只需要10克左右铂，不到20克钯。目前，用于处理尾气的催化转化器中，要使用5~10克铂。由于燃料电池为动力的汽车将不排放废气，就不再需要这种催化转化器，因此铂的使用量不会出现净增长。
铂单层催化剂不仅可用于汽车燃料电池，还具有广泛的适用性，可扩展应用于其他贵金属基催化剂中。