國外研究出鉑納米線燃料電池催化劑 可降低燃料電池成本

時(shí)間:2017-07-03 15:38來源:中國氫能源網(wǎng) 作者:綜合報(bào)道
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　　據(jù)外國媒體報(bào)道：燃料電池通過化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，一個(gè)關(guān)鍵的反應(yīng)是將氧氣與氫氣結(jié)合在一起，同時(shí)釋放電子形式的能量，這種轉(zhuǎn)換的速度通常很慢，反應(yīng)過程一般需要催化劑例如鉑金催化劑的參與。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種浸出工藝，通過該工藝可以生產(chǎn)超細(xì)鋸齒鉑納米線，納米線具有非凡的表面活性和高表面積，提供了具有創(chuàng)紀(jì)錄的轉(zhuǎn)換率的催化劑。

　　新發(fā)現(xiàn)為高效鉑基催化劑的設(shè)計(jì)提供了新的思路，由此可以顯著減少所需的鉑量，從而大大降低燃料電池的成本。
 

 
　　鉑是燃料電池反應(yīng)的至關(guān)重要的催化劑，鉑金的高成本是限制燃料電池大規(guī)模應(yīng)用的主要因素。鉑催化劑的效率的量度是質(zhì)量活性，可通過催化活性除以鉑的重量計(jì)算。研究人員必須實(shí)現(xiàn)更高的質(zhì)量活性，以減少所需的鉑使用量并降低燃料電池成本。而提高鉑質(zhì)量活性需要優(yōu)化催化劑的比活性和電化學(xué)活性表面積。
 
　　加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，可以通過熱退火過程將溶液通過納米線合成技術(shù)轉(zhuǎn)化成鉑-鎳合金納米線。團(tuán)隊(duì)接著通過電化學(xué)合金化或浸出將納米線轉(zhuǎn)變成鋸齒狀的鉑納米線。
 
　　鋸齒狀納米線表現(xiàn)出每毫克鉑的13.6安培的質(zhì)量活度，這幾乎是先前報(bào)告值的兩倍。反應(yīng)性分子動(dòng)力學(xué)模擬（一種類型的材料的計(jì)算機(jī)建模）表明，高應(yīng)力，不協(xié)調(diào)的表面結(jié)構(gòu)相較于其他鉑催化劑結(jié)構(gòu)的松弛表面增強(qiáng)了反應(yīng)能力。
 
　　項(xiàng)目由美國能源部，基礎(chǔ)能源科學(xué)辦公室（材料合成和表征）的先進(jìn)光源，科學(xué)用戶設(shè)施辦公室支持，還受到了國家科學(xué)基金（電化學(xué)研究和理論計(jì)算）;和國家自然科學(xué)基金（掃描透射電子顯微鏡研究）的相關(guān)支持。
 
　　參考文獻(xiàn)：
 
　　M. Li, Z. Zhao, T. Cheng, A. Fortunelli, C.Y. Chen, R. Yu, Q. Zhang, L. Gu, B.V. Merinov, Z. Lin, E. Zhu, T. Yu, Z. Jia, J. Guo, L. Zhang, W.A. Goddard III, Y. Huang, and X. Duan, “Ultrafine jagged platinum nanowires enable ultrahigh mass activity for the oxygen reduction reaction [External link] .” Science, 354, 1414 (2016).
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文章標(biāo)簽： 燃料電池 鉑基催化劑
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