《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 電源技術(shù) > 業(yè)界動(dòng)態(tài) > 技術(shù)突破,!氫燃料電池催化劑最佳替代品誕生,,成本可降低80%

技術(shù)突破!氫燃料電池催化劑最佳替代品誕生,,成本可降低80%

2019-06-14
關(guān)鍵詞: 白金 氫燃料電池 催化劑

  白金一克要價(jià)人民幣193元左右,,除了會(huì)出現(xiàn)在百貨公司珠寶櫥窗中,人們也可以在氫燃料電池催化劑原料清單中發(fā)現(xiàn)它們的身影,,而這便是氫燃料電池價(jià)格高漲而不跌的原因,。

  不過(guò)最近普林斯頓大學(xué)(Princeton University)成功找到潛力替代品,成本只要白金催化劑的五分之一,,未來(lái)或許有機(jī)會(huì)能降低電池成本,。

  1560513621137955.jpg

  氫燃料電池利用氫與氧的化學(xué)變化來(lái)產(chǎn)生電力,氫氣會(huì)從燃料電池陽(yáng)極進(jìn)入,,透過(guò)陽(yáng)極催化劑分解成氫離子與電子,,之后電子會(huì)經(jīng)由外電路形成電流抵達(dá)陰極,氫氣失去電子后,,則會(huì)通過(guò)電解質(zhì)到隔壁的陰極,;陰極則是氧氣進(jìn)入的地方,氫離子,、電子跟氧氣會(huì)在陰極催化劑的幫助下產(chǎn)生反應(yīng)與水,。

  不會(huì)排放任何廢氣,只會(huì)產(chǎn)生水與熱,,上述特性讓氫燃料電池被視為化石燃料的替代能源之一,,更是備受看好的電動(dòng)車電力來(lái)源,可惜的是,,做為催化劑的白金十分昂貴,,地殼含量也不多,,各界還無(wú)法大量採(cǎi)用氫燃料電池,雖然科學(xué)家也想過(guò)用其他金屬,、合金或是化合物來(lái)製作催化劑,,但效能都比不上白金。

  科學(xué)家在過(guò)去的實(shí)驗(yàn)中不斷碰壁,,合金催化劑的性能雖然一開(kāi)始能超越白金,,但過(guò)不久就會(huì)開(kāi)始氧化且淋溶;若用較便宜的金屬來(lái)當(dāng)作催化劑,,催化劑劑量得加大,,反而讓過(guò)多催化劑附著在電極上,進(jìn)而降低能源效率,。

  對(duì)此,,普林斯頓大學(xué)生物與化學(xué)工程教授 Bruce E. Koel 表示,白金催化劑近乎完美,,電化學(xué)反應(yīng)快又可以承受嚴(yán)苛的酸性條件,,但其實(shí)替代品不需要像白金一樣盡善盡美。

  團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),,過(guò)去從來(lái)沒(méi)有注意過(guò)的低導(dǎo)電性材料,,經(jīng)過(guò)特殊處理后也能大變身,就好比氮電漿處理過(guò)的氧化鉿(hafnium oxide),,不僅能轉(zhuǎn)變成薄膜材料,,還能成為高活性、承受強(qiáng)酸的催化劑,,或許是個(gè)不錯(cuò)的白金催化劑替代品,。

  研究測(cè)試指出,新型鉿薄膜催化劑的效率雖然只有白金的 60%,,但勝在成本低,,為白金的五分之一,且除了能應(yīng)用在氫燃料電池,,還可以跨入電化學(xué)水分解製氫領(lǐng)域,,合作企業(yè) HiT Nano 科學(xué)家 Xiaofang Yang 指出,電解水製氫也是再生能源經(jīng)濟(jì)重要的一環(huán),,該研究重要性不言可喻,。

  團(tuán)隊(duì)未來(lái)也會(huì)考慮測(cè)試更便宜的鋯,,只不過(guò)這項(xiàng)研究是否能進(jìn)一步降低氫燃料成本,,現(xiàn)在可能還不好說(shuō),如今科學(xué)家還無(wú)法將新催化劑與研究帶出實(shí)驗(yàn)室,,也要考慮到大規(guī)模製造的成本,。只能說(shuō)科學(xué)家透過(guò)這項(xiàng)研究開(kāi)闢另一種可能,,Koel 指出,團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在還不清楚研究的箇中道理,,還要再持續(xù)研究材料的特殊性能,。

  目前研究已發(fā)表在《Nature Communications》。


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章,、圖片,、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無(wú)法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者,。如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)和其它問(wèn)題,請(qǐng)及時(shí)通過(guò)電子郵件或電話通知我們,,以便迅速采取適當(dāng)措施,,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118,;郵箱:[email protected],。