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氫燃料電池突圍有望!鐵基催化劑瓶頸已破 取代“天價(jià)”鉑指日可待

時(shí)間:2022-08-09 11:37來(lái)源:財(cái)聯(lián)社 作者:綜合報(bào)道
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       幾十年來(lái),由于鉑的成本太高,環(huán)保燃料的商業(yè)化一直停滯不前。因此,科學(xué)家們一直在尋找一種替代催化劑,以顯著降低氫燃料電池的價(jià)格。而近期的一項(xiàng)最新研究表明,他們?nèi)〉昧送黄菩赃M(jìn)展。
 
       事實(shí)上,鐵基催化劑一直以來(lái)都是熱門“候選者”之一。鐵之所以如此受歡迎,是因?yàn)樗粌H儲(chǔ)量豐富,而且還很便宜。但它的性能不如鉑金,尤其是因?yàn)樗狈δ途眯�,無(wú)法承受燃料電池內(nèi)部的強(qiáng)腐蝕和氧化環(huán)境。
 
       目前,美國(guó)能源部(DOE)將效率、耐久性和可負(fù)擔(dān)性確定為燃料電池研究的三個(gè)主要目標(biāo)。而美國(guó)紐約州立大學(xué)布法羅分校(University at Buffalo,簡(jiǎn)稱UB)近期研發(fā)了一種將鐵與氮和碳結(jié)合在一起的新方法,由此產(chǎn)生的催化劑可以滿足以上三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
 
       這一突破可能會(huì)引發(fā)一場(chǎng)綠色能源革命,未來(lái)包括筆記本電腦和火車等不同類型的產(chǎn)品,都將可以使用只產(chǎn)生水作為副產(chǎn)品的燃料電池。這項(xiàng)研究成果已于近期發(fā)表在了《自然能源》雜志上。
       具體而言,為了克服上述鐵基催化劑的障礙,研究小組首先設(shè)法將四個(gè)氮原子跟鐵結(jié)合起來(lái),隨后將該材料嵌入幾層石墨烯中,對(duì)局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的原子控制。
 
       由此,一種性能大幅改善的新型催化劑就產(chǎn)生了。盡管具體數(shù)據(jù)并未被公開,但按照研究小組的說(shuō)法,這種催化劑被認(rèn)為是迄今為止最有效的鐵基催化劑,其電流密度已超過(guò)美國(guó)能源部到2025年的目標(biāo),而且它還實(shí)現(xiàn)了接近鉑族催化劑的耐久性等級(jí)。
 
       研究人員表示,所有這些都表明,鐵基催化劑有可能使燃料電池,尤其是氫燃料電池,在商業(yè)用途上更加具性價(jià)比。現(xiàn)在,他們正在計(jì)劃進(jìn)行后續(xù)研究以進(jìn)一步改進(jìn)該催化劑。
 
       該研究的主要作者、UB工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院化學(xué)與生物工程教授Gang Wu博士說(shuō),“這是多年來(lái)的研究成果。我們相信這是一項(xiàng)重大突破,最終將有助于釋放氫燃料電池的巨大潛力。”
 
(責(zé)任編輯:子蕊)
文章標(biāo)簽: 氫燃料電池 鐵基催化劑
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