當(dāng)美國大學(xué)化學(xué)系的鄒壽中（音譯）和他的團隊決定在自己的概念驗證實驗中使用菠菜來制造一種富碳催化劑，從而幫助改善燃料電池的性能時。更重要的是，實驗的結(jié)果并沒有讓他們失望。

具體來說，菠菜在實驗中被用作了燃料電池中氧還原反應(yīng)（ORRs）所需的高性能催化劑的前體。相比之下，傳統(tǒng)燃料電池使用的是鉑基催化劑，但鉑十分稀缺，成本昂貴，而且在某些條件下容易發(fā)生化學(xué)中毒。因此，研究人員研究了生物衍生的碳基催化劑來取代鉑，不過，在制備材料的成本效益和無毒化方面存在瓶頸。

鄒壽中表示：

我們能夠輕松買到實驗所需的材料（菠菜）十分幸運。而且，菠菜的鐵和氮含量很高，這正是我們現(xiàn)階段所需要的。盡管在制作過程中，菠菜中含有的氮會流失一部分，但菠菜易于種植，比鉑要便宜得多。

當(dāng)然，鄒壽中并不是第一個發(fā)現(xiàn)菠菜的電化學(xué)奇跡的人。在此之前，其他研究已經(jīng)曾將這種綠葉蔬菜用于其他用途。例如，2014 年的一項研究從菠菜中提取活性炭來制造電容器電極，而最近的一篇論文將菠菜基納米復(fù)合材料作為光催化劑。

制備菠菜催化劑的步驟和制作奶昔有點類似，首先將新鮮的葉子洗凈，然后磨成汁，然后冷凍干燥。將這種凍干的果汁磨成粉末，再加入三聚氰胺作為氮促進(jìn)劑，同時還要加入氯化鈉和氯化鉀，幫助形成小孔增加反應(yīng)的表面積。

最終的納米薄片是由菠菜 - 三聚氰胺 - 鹽復(fù)合材料在 900 攝氏度下經(jīng)過幾次熱解而制成的。不過，這一流程日后還會進(jìn)行優(yōu)化，變得更高效。

一個有效的催化劑意味著一個更快的反應(yīng)。就燃料電池而言，這可以增加電池的能量輸出——這正是納米薄片的多孔性起作用的地方，氧氣可以穿透材料，而不是只停留在外表面。

鄒壽中的研究小組對菠菜青睞有加的另一個因素是，菠菜是一種可再生的生物質(zhì)資源。他說道：

可持續(xù)發(fā)展是我們考慮的一個非常重要的因素，而且，我們希望避免與餐桌「競爭」菠菜。另外，我們也正在想辦法解決催化劑制備過程中產(chǎn)生的碳足跡的問題。因為目前我們在制備過程中使用了高溫。如果我們能找到不同的方法來實現(xiàn)這一點，從而獲得相同類型的材料，這將減少能源消耗，并顯著減少碳足跡。

雷鋒網(wǎng)了解到，利用菠菜來提升燃料電池的性能，這聽起來振奮人心，但實際上還有很長的路要走。因為，到目前為止，這項研究只是一個原則性的證明。

鄒壽中提醒說道：" 在談到實際應(yīng)用時，我們需要非常小心，因為在實驗室條件下表現(xiàn)出色的東西，可能會在實際應(yīng)用中遇到挑戰(zhàn)。另一個需要進(jìn)一步研究的方面是，盡管菠菜衍生的催化劑在堿性條件下的性能優(yōu)于鉑基催化劑，但在酸性介質(zhì)中的性能就沒有那么高效了。所以，研究小組還要對著一路線進(jìn)行調(diào)整。

雷鋒網(wǎng)

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