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雙金屬催化劑降低燃料電池成本

發(fā)布時(shí)間: 2014-09-06 08:20:21    來(lái)源: 中國(guó)化工報(bào)
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[摘要]一直以來(lái),燃料電池汽車推廣的最大問(wèn)題是金屬鉑價(jià)格昂貴、產(chǎn)量稀有。最近,來(lái)自LBNL美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、ANL阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家和材料學(xué)家組成的隊(duì)伍開發(fā)出了創(chuàng)新的三維“納米框架”催化劑。

  一直以來(lái),燃料電池汽車推廣的最大問(wèn)題是金屬鉑價(jià)格昂貴、產(chǎn)量稀有。最近,來(lái)自LBNL美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、ANL阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家和材料學(xué)家組成的隊(duì)伍開發(fā)出了創(chuàng)新的三維“納米框架”催化劑。這種雙金屬催化劑在陽(yáng)極氧化反應(yīng)方面的性能超過(guò)了常規(guī)的鉑-碳微粒催化劑,甚至大大超過(guò)了美國(guó)能源部對(duì)該技術(shù)預(yù)計(jì)的在2017年可能達(dá)到的技術(shù)水平。

  雙金屬催化劑由鉑和鎳組成,具有中空、高活性、內(nèi)外表面尺寸大的特點(diǎn)。這使它的效率和成本都大大優(yōu)于目前的催化劑產(chǎn)品。這種催化劑還可在堿性水解槽中工作,將水分解為氧和氫。從耗電量高低來(lái)看,未來(lái)它還可能作為氫氣的制備裝置。

  堿性水解槽里面有兩個(gè)用膜分離開的電極,這兩個(gè)電極浸沒(méi)在成分為氫氧化鉀的堿性電解液中。研究者對(duì)比測(cè)試了新型催化劑和傳統(tǒng)鉑-碳催化劑在其中的性能后發(fā)現(xiàn),新的催化劑性能提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

  近幾年,全世界的研究主要集中催化劑合金方面,將鉑同其他更為廉價(jià)的金屬結(jié)合形成合金,在降低催化劑價(jià)格的前提下,保持性能不降低。另一個(gè)改進(jìn)方法是開發(fā)中空、籠形、多孔材料,以便在其中加入更少量的貴金屬催化劑。
 

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