燃料电池尽管有希望,但由于高催化剂需求提升减氧响应活动而代价高昂研究者发现咖啡因可增加11倍白金电极ORR活动研究有可能提高燃料电池效率,减少对额外白金催化剂的需求,最终产生更廉价高效的燃料电池

燃料电池是一种可行的无碳能源,世界正向离化石燃料而去。由阳极和阴极除以电解法直接转换燃料化学能量变电向阳极输送燃料,阴极添加氧化物-通常是空气氧

氢燃料电池阳极氧化产生氢离子电子离子从电解法转到阴极时产生电流,电子穿过外部电路水是氧与阴极氢离子电子反应的唯一副产品

水影响油电池功能结合白金催化剂生成电极图层层防止ORR被有效催化,导致能量损耗燃料电池需要高点加载才能高效运行,这大大增加了燃料电池费用。

北大理工学院Nagahiro Hoshi教授、Mashi Nakamura教授、Lyuta Kubo教授和Rui Suzuki教授发现,将咖啡因添加到具体的白金电极可增加ORR活动

他们的研究发布通信化学2月3日^华府2024此项发现可能降低对白金的需求,降低成本并增加燃料电池效率

affeine是咖啡中所含化学物之一,它能增强燃料电池反应11倍作用于定义清晰的Pt电极,其中原子排列为六角结构

长宏浩大学教授

确定咖啡因对ORR的影响时,研究人员通过白金电极监测流流并浸入含咖啡因电解法白金电极表原子分三大方向组织:111、110和100

咖啡因电解液中浓度增加导致电极ORR活动显著提高咖啡因出现时吸附电极表面并高效阻塞二氧化物和氢吸附开发白金原子排列方式 电极表面判定咖啡因如何工作

Pt(111)和Pt(110)的ORR活动分别增加11倍和2.5倍,咖啡因磨坊集中度为1x10^-6Pt(100)显示无可见变化研究者使用红外吸附光谱检查电极表面咖啡因分子取向以理解这一差异

发现Cafeine分子平面直通Pt111和Pt110表面,并在那里吸收Pt(100)定型阻塞导致它与分子平面相依电极表面偏斜

师傅添加道Pt111和Pt110活动增加的原因是PtOH覆盖率下降和adsorbedcaffeine阻抗性降低反之,Pt(100)下调PtOH效果因吸附咖啡因阻塞而消除,因此capeine不影响ORR活动....

燃料电池寿命比电池长只要有燃料可用,它们就能提供电源,使电源对结构、汽车和空间任务等各种应用有用推荐技术可增强燃料电池设计并鼓励更广泛地应用

新能源和工业技术开发组织20001187-0为这项研究提供资金

JournalReference:

湖西市et.公元前2024 咖啡因修改白金单晶电极增强氧减法通信化学.doi:10.1038/s42004-024-01113-6

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