使用保护性碳壳改善“清洁”甲醇燃料电池

由于使用化石燃料引起的许多环境问题，全世界的许多科学家都致力于寻找有效的替代方案。

尽管人们对氢燃料电池已经有很高的希望，但现实是，运输，存储和使用纯氢的成本巨大，这使得这一过程在当前技术方面具有挑战性。

相反，甲醇（CH）₃o₃）一种酒精，不需要冷藏，具有更高的能量密度，并且更容易和更安全。因此，向基于甲醇的经济过渡是一个更现实的目标。

但是，在室温下从甲醇中产生电力需要直接的甲醇燃料电池（DMFC）；到目前为止，该设备提供了低于标准的性能。

DMFC中的主要问题之一是不希望的“甲醇氧化”反应，它发生在甲醇交叉期间，也就是说，当它从阳极传递到阴极时。

该反应导致铂（PT）催化剂的降解，这对于细胞的运行至关重要。尽管已经提出了一些减轻此问题的策略，但由于成本或稳定性问题，到目前为止，没有一个足够好。

幸运的是，在最近发表的一项研究中ACS应用材料和界面亚博网站下载，来自韩国的科学家团队提出了一个创造性和有效的解决方案。他们通过一个相对简单的过程制造了一种封装在碳壳内的PT纳米颗粒制成的催化剂。yabo214

该壳形成了几乎无法穿透的碳网络，该网络具有由氮缺陷引起的小开口。尽管DMFC中的主要反应物之一可以通过这些“孔”到达PT催化剂，但甲醇分子太大而无法通过。

“碳壳充当分子筛，并对所需的反应物具有选择性，实际上可以到达催化剂位点。这防止了PT核的不良反应，”韩国仁川国立大学的Oh Joong Kwon教授解释说。

科学家进行了各种类型的实验，以表征制备的催化剂的整体结构和组成，并证明氧气可以通过碳壳和甲醇使其无法做到。

他们还找到了一种直接的方法，可以通过在热处理步骤中简单地改变温度来调整外壳中的缺陷次数。在随后的实验比较中，他们的新型壳催化剂的表现优于商业PT催化剂，并且提供了更高的稳定性。

在过去的10年中，Kwon教授一直在努力改善燃料电池催化剂，这是由于该技术可以进入我们日常生活的多种方式。“ DMFC的能量密度比锂离子电池更高，因此可以成为便携式设备（例如笔记本电脑和智能手机）的替代电源，”他说。

随着我们星球在线的未来，切换到替代燃料应该是人类的主要目标之一，这项研究是朝着正确方向迈出的非凡一步。

来源：http://www.inu.ac.kr/mbshome/mbs/inuengl/index.html