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技術(shù)突破!氫燃料電池催化劑最佳替代品誕生,成本可降低80%

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期:2019-06-14??來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
核心提示:技術(shù)突破!氫燃料電池催化劑最佳替代品誕生,成本可降低80%。
      最近普林斯頓大學(xué)(Princeton University)成功找到潛力替代品,成本只要白金催化劑的五分之一,未來(lái)或許有機(jī)會(huì)能降低電池成本。

技術(shù)突破!氫燃料電池催化劑最佳替代品誕生,成本可降低80%

氫燃料電池利用氫與氧的化學(xué)變化來(lái)產(chǎn)生電力,氫氣會(huì)從燃料電池陽(yáng)極進(jìn)入,透過(guò)陽(yáng)極催化劑分解成氫離子與電子,之后電子會(huì)經(jīng)由外電路形成電流抵達(dá)陰極,氫氣失去電子后,則會(huì)通過(guò)電解質(zhì)到隔壁的陰極;陰極則是氧氣進(jìn)入的地方,氫離子、電子跟氧氣會(huì)在陰極催化劑的幫助下產(chǎn)生反應(yīng)與水。

不會(huì)排放任何廢氣,只會(huì)產(chǎn)生水與熱,上述特性讓氫燃料電池被視為化石燃料的替代能源之一,更是備受看好的電動(dòng)車(chē)電力來(lái)源,可惜的是,做為催化劑的白金十分昂貴,地殼含量也不多,各界還無(wú)法大量採(cǎi)用氫燃料電池,雖然科學(xué)家也想過(guò)用其他金屬、合金或是化合物來(lái)製作催化劑,但效能都比不上白金。

科學(xué)家在過(guò)去的實(shí)驗(yàn)中不斷碰壁,合金催化劑的性能雖然一開(kāi)始能超越白金,但過(guò)不久就會(huì)開(kāi)始氧化且淋溶;若用較便宜的金屬來(lái)當(dāng)作催化劑,催化劑劑量得加大,反而讓過(guò)多催化劑附著在電極上,進(jìn)而降低能源效率。

對(duì)此,普林斯頓大學(xué)生物與化學(xué)工程教授 Bruce E. Koel 表示,白金催化劑近乎完美,電化學(xué)反應(yīng)快又可以承受?chē)?yán)苛的酸性條件,但其實(shí)替代品不需要像白金一樣盡善盡美。

團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),過(guò)去從來(lái)沒(méi)有注意過(guò)的低導(dǎo)電性材料,經(jīng)過(guò)特殊處理后也能大變身,就好比氮電漿處理過(guò)的氧化鉿(hafnium oxide),不僅能轉(zhuǎn)變成薄膜材料,還能成為高活性、承受強(qiáng)酸的催化劑,或許是個(gè)不錯(cuò)的白金催化劑替代品。

研究測(cè)試指出,新型鉿薄膜催化劑的效率雖然只有白金的 60%,但勝在成本低,為白金的五分之一,且除了能應(yīng)用在氫燃料電池,還可以跨入電化學(xué)水分解製氫領(lǐng)域,合作企業(yè) HiT Nano 科學(xué)家 Xiaofang Yang 指出,電解水製氫也是再生能源經(jīng)濟(jì)重要的一環(huán),該研究重要性不言可喻。

團(tuán)隊(duì)未來(lái)也會(huì)考慮測(cè)試更便宜的鋯,只不過(guò)這項(xiàng)研究是否能進(jìn)一步降低氫燃料成本,現(xiàn)在可能還不好說(shuō),如今科學(xué)家還無(wú)法將新催化劑與研究帶出實(shí)驗(yàn)室,也要考慮到大規(guī)模製造的成本。只能說(shuō)科學(xué)家透過(guò)這項(xiàng)研究開(kāi)闢另一種可能,Koel 指出,團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在還不清楚研究的箇中道理,還要再持續(xù)研究材料的特殊性能。

目前研究已發(fā)表在《Nature Communications》。

      “技術(shù)突破!氫燃料電池催化劑最佳替代品誕生,成本可降低80%由中國(guó)機(jī)電產(chǎn)品交易網(wǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)交網(wǎng))小編整理發(fā)布。如需要轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明文章來(lái)源,更多關(guān)于機(jī)電行業(yè)資訊,請(qǐng)點(diǎn)擊關(guān)注:中國(guó)機(jī)電產(chǎn)品交易網(wǎng) 機(jī)電信息
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