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ARCI開發(fā)出新金屬空氣電池催化劑 更具成本效益

時間:2021-07-09 09:03來源:蓋世汽車 作者:劉麗婷
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(圖片來源: 印度新聞資訊局)
 
       電催化劑(能夠催化兩種不同類型的反應)可以降低成本并提高金屬空氣電池的效率。隨著對不同能源需求的增加,世界各國都在努力開發(fā)不同種類的能源裝置,如鋰離子電池、鉛酸電池、氧化還原液流電池、鋰空氣電池、鋅空氣電池、鈉離子電池、燃料電池和超級電容器。
 
       其中,鋅空氣電池因其低成本和高能量密度而備受關注。鋅空氣電池是便攜式電子產(chǎn)品和電動汽車的緊湊型電源,以及用于管理可再生能源發(fā)電裝置間能量流動的能量存儲設備,發(fā)電裝置包括風力渦輪機、光伏電池板、電網(wǎng)和終端用戶。然而,這種電池的難點在于催化劑的開發(fā)。雙功能催化劑在電池放電時會作用于氧還原反應,而在充電循環(huán)期間,又會促進析氧反應。大多數(shù)可用的傳統(tǒng)催化劑成分中都含有貴金屬,因此電池成本高昂。
 
       據(jù)外媒報道,粉末冶金與新材料國際高級研究中心(International Advanced Research Centre for Powder Metallurgy and New Materials,ARCI)和印度政府科學技術(shù)部(Department of Science and Technology,DST)自動駕駛研發(fā)中心聯(lián)合開出一種具有成本效益的電催化劑,通過sPEEK(磺化聚醚醚酮)聚合物的碳化,將過渡金屬離子錨定到摻硫碳框架中。這種催化劑合成方法還可用于回收使用過的離聚物(由中性重復單元和電離單元組成的聚合物)。
 
       科學家們使用了一種離子交換策略,將金屬離子均勻地定位在碳骨架中,限制了顆粒尺寸,并在非常低的過渡金屬負載量下控制成分和尺寸。因此,與文獻中早先報道的許多催化劑相比,新催化劑憑借低負載量、高活性和高循環(huán)穩(wěn)定性實現(xiàn)了成本效益。
 
       該催化劑還可以降低電壓極化,從而實現(xiàn)更高的能源效率和穩(wěn)定的充放電特性。 獲得的結(jié)果與金屬負載量為20%或更高的常規(guī)使用的貴金屬基催化劑的結(jié)果相當。該研究已發(fā)表于期刊ACS Applied Energy Materials。
 
(責任編輯:子蕊)
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