香港科技大學開發新型鐵基正極材料 以實現質子陶瓷燃料電池創紀錄性能
時間:2022-11-22 09:26來源:蓋世汽車 作者:Elisha
點擊:
次
（圖片來源：香港科技大學）
燃料電池利用氫氣或其他燃料的化學能來高效、清潔地發電。為了應對氣候變化和能源短缺，世界各地都在加緊開發這種環保能源。
作為該領域的一項新技術，質子陶瓷燃料電池（PCFC）基于質子導電陶瓷電解質，具有污染物排放低、效率高的優勢，同時具有靈活性，不僅可以很好地處理氫氣，還適用于其他氣體，如氨、沼氣和甲烷。該技術通常用于分布式發電，包括離網發電。
然而，由于缺乏高性能、低成本的正極材料，PCFC的商業化推廣進程受阻。目前，鈷基鈣鈦礦是使用最廣泛的正極材料，因為鈷很容易降低和提高其氧化值，從而產生優越的氧還原反應活性，對正極的性能具有重要意義。但這些材料的成本高，在采礦過程中容易造成污染，而且制備程序復雜，難以實現大規模生產。在鋰離子電池中，對這種材料的需求也很高。鋰離子電池通常用于電動汽車。
理想情況下，采用成本較低但反應活性相當的過渡金屬，可以取代鈷。在元素周期表中，鐵與鈷的位置很接近，具有許多相似的化學性質，但價格要低得多。然而，鐵基材料通常被認為是較差的催化劑，無法產生令人滿意的性能。因此，必須對材料構成進行微調，以確定性能最好的材料。
基于這個方向，由該校機械與航空航天工程系和化學與生物工程系Francesco CIUCCI教授負責的研究團隊，結合第一性原理模擬、分子軌道分析和實驗，使用廉價的元素（如鋇、鐵和鋯）設計出新的低成本陶瓷，從而創造了一種具有創紀錄性能的PCFC。
該團隊根據基本物理化學原理和密度泛函理論來設計正極材料。通過計算導向優化，確定了Ba0.875Fe0.875Zr0.125O3-δ（D-BFZ）是最有前途的正極材料。實驗表明，D-BFZ具有卓越的電化學活性，能與氧發生反應，達到較高的峰值功率密度，并具有良好的操作穩定性。此外，可以使用簡單的、適合大規模生產的合成技術來生產D-BFZ，這是實現商業可行PCFC的重要一步。
Ciucci教授表示：“PCFC技術或將發揮變革性作用，而且非常有望得到進一步的發展。研究人員將利用第一性原理計算和實驗，繼續提高PCFC的性能。若能可逆使用，PCFC將對難以脫碳的行業產生巨大影響，如鐵冶金、合成氨生產和重型運輸。”
(責任編輯：子蕊)
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
猜你喜歡
-
伍倫貢大學引入新型分子軌道相互作用 提高鋰離子電池正極材料的穩定性
2022-11-10 21:50 -
華中農業大學開發新型鋰負極技術 可提高鋰金屬電池的安全性和效率
2022-10-21 10:13 -
北京理工大學首次提出并構筑燃料電池催化層多孔離聚物
2022-10-16 12:45 -
多倫多大學開發出新技術 助力回收鋰離子電池中的金屬
2022-10-10 22:01 -
浦項科技研究團隊開發出無陽極鋰電池 單次充電可續航630km
2022-10-09 09:06 -
有機鋰離子電池離成為現實又近了一步
2022-09-30 09:17 -
萊斯大學化學家發現 在電極上刷薄膜可以保護電池
2022-08-24 08:29 -
劍橋大學發明新光學顯微鏡技術 助力開發下一代電池
2022-08-18 08:43 -
日本東北大學開發3D打印硬碳電極 降低電池制造成本
2022-08-08 08:56 -
氫燃料電池突圍有望！香港科學家研發最耐用配方 鉑用量大減80%
2022-08-02 10:48
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
伍倫貢大學引入新型分子軌道相互作用 提高鋰離子電池正極材料的穩定性
2022-11-10 21:50 -
華中農業大學開發新型鋰負極技術 可提高鋰金屬電池的安全性和效率
2022-10-21 10:13 -
北京理工大學首次提出并構筑燃料電池催化層多孔離聚物
2022-10-16 12:45 -
多倫多大學開發出新技術 助力回收鋰離子電池中的金屬
2022-10-10 22:01 -
浦項科技研究團隊開發出無陽極鋰電池 單次充電可續航630km
2022-10-09 09:06 -
有機鋰離子電池離成為現實又近了一步
2022-09-30 09:17 -
萊斯大學化學家發現 在電極上刷薄膜可以保護電池
2022-08-24 08:29 -
劍橋大學發明新光學顯微鏡技術 助力開發下一代電池
2022-08-18 08:43
本月熱點
-
比亞迪全固態鋰電池在重慶生產 即將裝車試驗
2022-11-20 12:59 -
國城三元正極材料生產項目（一期）在莆田簽約
2022-11-13 12:59 -
總投資過百億！年處置40萬噸動力鋰電池項目落戶湖北仙桃
2022-10-27 11:27 -
總投資150億元鋰產業項目落戶江西上饒
2022-10-30 11:28 -
固態電池巨頭即將開啟IPO！
2022-11-10 21:58 -
電池回收開啟新賽道 動力電池回收前景分析
2022-11-03 11:33 -
“寧王”逆勢領跌，電池廠減產在即？兩則“傳聞”追根溯源
2022-11-15 10:57 -
鈉離子電池“量產元年”到來，鋰電池成本之痛能否緩解？
2022-10-31 09:07
企業微信號
微信公眾號