对于需要长途行驶且无法频繁充电的卡车和重型车辆，传统电池存在局限性，而氢燃料电池以其快速加注和清洁排放的优势成为理想替代方案。近期，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究团队取得重大突破，通过新型催化剂设计将燃料电池寿命提升至20万小时，远超美国能源部2050年目标的7倍。

这一成果发表于《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology）杂志，为燃料电池在重型车辆中的广泛应用奠定了基础。

中重型卡车虽仅占道路车辆的5%，但其温室气体排放占比高达近四分之一，因此燃料电池技术在该领域的应用尤为重要。相比传统电池，燃料电池重量更轻、能量效率更高，其功率输出可达每平方厘米1.08瓦，性能与重量为其八倍的电池相当。此外，建设氢燃料加注设施的成本可能低于电动汽车充电网络。

燃料电池通过氢能转化为电能工作，仅排放水蒸气，但化学反应依赖催化剂。传统铂合金催化剂易因元素流失而性能下降，而重型车辆的高强度运行进一步加速了这一过程。UCLA团队创新性地将超细铂纳米颗粒嵌入石墨烯保护层中，并嵌套于多孔碳材料科琴黑内。这种“颗粒嵌套颗粒”结构既保持了催化活性，又显著提升了耐久性。

在模拟多年实际行驶的加速测试中，新型催化剂的功率损失不到1.1%，远优于行业标准。其寿命预计超过20万小时，大幅超越美国能源部3万小时的目标。这一突破解决了催化活性和耐久性双重挑战，为氢能重型车辆的推广提供了关键技术支撑，对减少运输业排放具有重要意义。