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仁川國(guó)立大學(xué)利用碳?xì)けＷo(hù)鉑催化劑 提升甲醇燃料電池性能
時(shí)間:2020-12-10 10:39來(lái)源:蓋世汽車(chē) 作者:Elisha
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（圖片來(lái)源：techxplore）
使用化石燃料容易造成環(huán)境污染，因而很多科學(xué)家致力于尋找有效替代能源。人們對(duì)氫燃料電池寄予厚望，但純氫的運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用成本很高，對(duì)當(dāng)前技術(shù)提出挑戰(zhàn)。相比之下，甲醇(CH3O3)不需要冷藏，能量密度更高，而且便于運(yùn)輸，安全性更高。
直接甲醇燃料電池(DMFC)可以在室溫下利用甲醇發(fā)電，但其性能有待提升。這種電池的主要問(wèn)題之一在于不理想的甲醇氧化反應(yīng)。在甲醇從負(fù)極向正極傳遞的過(guò)程中，這種反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致鉑催化劑降解，影響電池運(yùn)行。研究人員曾提出一些相關(guān)解決方法，然而由于成本或穩(wěn)定性問(wèn)題，目前尚未發(fā)現(xiàn)有效策略。
據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)科學(xué)家提出一種行之有效的創(chuàng)新解決方案，通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的方法，將封裝在碳?xì)?nèi)的鉑納米顆粒制成催化劑。這種外殼可以形成幾乎無(wú)法穿透的碳網(wǎng)絡(luò)，并且由于氮缺陷而形成很小的開(kāi)口。氧作為DMFC中的主要反應(yīng)物之一，可以通過(guò)這些“孔”到達(dá)鉑催化劑，而較大的甲醇分子無(wú)法通過(guò)。作為此項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人，韓國(guó)仁川國(guó)立大學(xué)（Incheon National University）的Oh Joong Kwon教授表示：“碳?xì)つ軌蚱鸬椒肿雍Y的作用，選擇所需要的反應(yīng)物。這些反應(yīng)物可以真正到達(dá)催化劑的位置，防止鉑核發(fā)生不良反應(yīng)。”
科學(xué)家們通過(guò)實(shí)驗(yàn)表征所制備催化劑的整體結(jié)構(gòu)和組成，并證明氧可以穿過(guò)碳?xì)�，而甲醇不能。他們還發(fā)現(xiàn)一種簡(jiǎn)單直接的方法，在熱處理過(guò)程中，只需改變溫度，即可調(diào)節(jié)殼體中的缺陷數(shù)量。隨后的比較實(shí)驗(yàn)表明，新型帶殼催化劑的性能優(yōu)于商用鉑催化劑，并且具有更高的穩(wěn)定性。
過(guò)去10年里，Kwon教授一直致力于改良燃料電池催化劑，旨在使這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)多種方式融入日常生活。隨著氣候變化問(wèn)題日益嚴(yán)重，尋找可持續(xù)性替代燃料將成為人類(lèi)的首要目標(biāo)之一，而這項(xiàng)研究讓我們朝這一目標(biāo)又邁進(jìn)了一步。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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