图像信用:太平洋西北国家实验室
新研究发现,钴可能是PEM燃料电池中低价白金替代物,这一发现可增加使用量并减少对化石燃料的依赖
电动车辆使用燃料电池是减少温室排放的重要一步,也是我们努力限制气候变化的重要一步。电池可用氧气和压缩氢生成电量,从而减少对化石燃料的需求
问题之一是燃料电池成本可能相当有限质子交换薄膜燃料电池-汽车和其他车辆电源最优候选者-肯定就是这种情况。
燃料电池需要非常活跃的催化剂 帮助减少氧气亚博网站下载白金金属目前作为催化剂使用-材料加速化学反应而不自换或自耗-在这些高效净化燃料电池中占单位总成本的一半
寻找廉价替代PEM燃料电池,使这些设备更容易负担得起,这对制造商和研究人员都非常感兴趣。
亚博网站下载完全就是跨机构研究队 由材料科学家 西北国家实验室研究者设计了活性催化器 同时持久不依赖昂贵白金
团队研究发布于最新版日志自然剖析1
向廉价燃料电池过渡
燃料电池像电池一样工作,但不下降或需要充电-只要有燃料即能产生能量由两个电极组成 环绕电解法PEMs工作方式使用质子导聚合膜电解和氢燃料但他们依赖进程转而依赖催化剂
科学家找寻白金作为PEM燃料催化剂的替代方法已有段时间这项工作的主要焦点是其他金属,主要是像铁这样的过渡性金属使用这些金属的问题在于它们在PEMs快速分解-它呈现高酸性条件
团队转而使用钴-过渡金属比铁反应少得多-希望它能耐受PEM燃料电池酸环境更长时间钴自然也带比白金丰裕廉价
钴反向作用性不足使其比铁效率低
我们知道钴配氮和碳是催化剂有效响应的关键,活动网站密度对性能至关重要。我们的目标是真正提高富钴催化剂的反应活动
亚博网站下载Yuyan Shao材料科学家PNNL
强制coblt反射
团队试图强制钴响应的第一步是固定在金属-机体框架微粒中,即齐片imidolate这是一种防护栅栏,限制钴原子的移动性,也防止原子聚类
亚博网站下载团队随后使用热分解过程-热解-即常用处理有机材料-将笔式原子转换为催化作用点网站仍与框架结构并发
团队发现活动网站密度提高产生连锁效果 极大提高他们的回弹性实战队所观察的反射率最高 显示非板基催化剂
团队还发现钴模型比铁基催化器持久得多,发现它耐用时间长得多,抵制非对称化-金属离子滤出这就意味着它能够保持长时间催化活动
团队研究可提高PEM燃料电池效率同时降低成本毋庸置疑,这会被视为汽车产业的巨大恩惠 汽车产业急切地努力减少碳排放
归根结底,我们不仅能改善钴催化剂的活动,而且能大大提高耐用性。深入调查引导我们发现机制 典型地降低这些类型催化剂
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引用
萧Y,谢X. HeC.et al性能增强和退化机制识别单原子C-N-C催化质子交换膜燃料电池自然剖析,[https://doi.org/10.1038/s41929-020-00546-1万事通
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