有价值的金属铂的主要催化剂的化学反应发生的核心下一代高度小,高性能的氢燃料电池。
高度有序的Pt3减少Co纳米粒子yabo214是由一个两步策略。Pt的半波电位3有限公司/ C达到0.87 V,展示优秀的奥尔性能。图片来源:中华,北京大学化学技术
然而,铂金的高成本避免这项技术的广泛采用。然而,科学家们设计了一个纳米铂和钴合金使用它作为催化剂。这有助于敏锐地减少所需的白金获取爱因斯坦甚至更好的性能。
解释他的小说platinum-cobalt electrocatalyst和方法利用生产在《华尔街日报》报道颗粒12月15日th,2022年。
氢燃料电池需要清洁过渡为这些地区的经济,尤其是重型运输,很难使充电和电池技术的帮助。
不幸,最通常利用燃料电池,所谓的碱性燃料电池,仍然很重。这有助于限制在那些航运和航空等行业中的应用,空间被认为是一个溢价。
的新一代燃料电池、质子交换膜燃料电池(已知PEMFCs-at倍聚合物电解质膜燃料电池),更紧凑。
遗憾的是,主catalyst-substances帮助加速化学反应,在质子交换膜燃料电池的一个重要反应涉及利用(氧还原反应,或ORR)是独特的,因此昂贵的金属铂。
早些时候,铂金的高成本是质子交换膜燃料电池广泛采用的最大障碍之一。根据收集的数据来自美国能源部、铂族金属催化剂在燃料电池目前被认为是超过40%的成本。当然,世界上一半的白金生产是利用汽车部门。
这意味着即使铂的高成本限制采用燃料电池汽车,应该发生任何更广泛的采用,这只会加剧问题,会有更大的需求,因此价格上涨,稀有金属。
中华,研究作者Electrochemist,北京大学化学技术
因此,任何途径广泛采用燃料电池技术本质上包括一些降低铂的需要。它可以通过交换其他材料或减少所需的铂催化剂在不影响性能。
大量的研究集中于后者的方法。特别是,科学家们集中在合金化铂钴,实际上稀释所需的白金获得类似的结果。
原因是几个platinum-cobalt合金往往表现出更大的“活性表面积”——空间出现在适当的催化剂的分子会发生化学反应。
但微调的合金化程度来获得最优或者性能一直是很大的困难。
湘教授合成platinum-cobalt-carbon前体(复合函数产生第二个化合物,在这种情况下,platinum-cobalt合金)利用二甲胺硼烷(DMAB)作为还原剂(授予另一个电子的物质一分之一类似化学反应)。
这个前身是用来被加热到高温的环境中氢气和氩气产生platinum-cobalt合金,包括三个铂原子钴纳米粒子的形式之一。yabo214
电子在这个特定的platinum-cobalt合金的结构允许大量的活动在燃料电池膜电极表面。因此,燃料电池性能增强,和伟大的燃料电池获得稳定。
后者获得了只有轻微的性能恶化后10000年周期的燃料电池。额外的测试单燃料电池内部显示他们的方法是大大超过了美国能源部标准的需求。
有插图的数量减少铂需要获得优异的质子交换膜燃料电池性能、湘教授目前希望,看他是否能替代铂触媒以完整的方式。这可以通过使用non-precious金属作为催化剂,同时保留或增强性能和长期稳定性。
期刊引用:
杨,B。,等。(2022)二次还原策略合成Pt-Co纳米催化剂对提高质子交换膜燃料电池的活性。颗粒。doi.org/10.1016/j.partic.2022.11.010。
来源:https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/journal/particuology