研究人员开发出新的催化剂,以获得更高效的燃料电池

甲醇燃料电池是化石燃料的有效和可持续的替代品,但对于他的博士学位,他们仍然没有经济上可行,巴斯克自治区大学(UPV/EHU)研究化学家José E. Barranco开发了一种新材料,使生产更便宜、更高效的甲醇燃料电池成为可能。欧洲杯足球竞彩

在过去的几十年里,气候变化及其在我们星球上生命的后果引起了对替代能源的发展越来越多的科学兴趣。目前主导我们的能量图的化石燃料不仅变得稀缺,而且还产生大量的污染气体。在可再生能源领域,科学界今天致力于调查和开发燃料电池的巨大努力,能够从燃料和氧气之间的化学反应产生电能。

为了使燃料电池成为替代能源中具有竞争力的选择,需要在许多领域取得进展,其中包括开发新的催化剂,即负责加速发电所需化学反应的物质。JoséE.Barranco在UPV/EHU上发表博士论文《用于直接甲醇燃料电池的新型非晶态金属材料的开发》时,重点就在这里。JoséEnrique Barranco Riveros毕业于化学科学,目前担任巴斯克市多诺西亚圣塞巴斯蒂安理工大学学院的研究员。他的博士学位被一致以优异成绩授予,并由该大学化学工程与环境系的恩格尔·罗德里格斯·皮耶纳博士领导。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

甲醇作为替代品

目前的大多数研究都集中在氢电池上,氢电池的最大优点是它们不会产生污染气体,唯一的废物是水蒸气。然而,氢气的生产和使用传统陆上运输方法分配都非常昂贵。此外,氢的能量密度小于甲醇,这意味着,为了从相似数量的燃料中获得相同的能量,氢必须在非常高的压力(超过800巴)条件下保存和储存。这就是为什么氢气是危险的,当储存在高速行驶的车辆中时更是如此——储存容器上的一个小裂缝可能会造成致命的后果。这些和其他原因意味着甲醇(一种从甲烷气体中提取的酒精)是为燃料电池充电的好选择。

更有效和可持续的催化剂

为了让燃料电池发电,必须发生一种称为电氧化的化学反应,而这反过来又需要催化剂来加速这一过程。这种催化剂被插入燃料电池膜中,对于甲醇,基本的加速器是铂,一种稀有而昂贵的金属。这就是为什么Barranco博士的论文的目的是设计一种由金属合金组成的催化剂,其中铂的含量显著降低。他的研究集中在一个基本问题上:甲醇的电氧化产生一氧化碳,一氧化碳是一种附着在金属上并抑制金属催化能力的分子,也就是说,它阻碍了加速器的工作,并停止了能量生产。

研究了许多金属的组成后,Barranco博士使能够将铂的比例降低至1%的合金。这些合金由镍,铌,锑或钌等元素组成,其中包括有效地将一氧化碳(CO)转化为二氧化碳(CO 2)的独特性。作为气态的CO 2不粘附到长期催化过程中的催化剂。

这意味着甲醇燃料电池将排放少量的二氧化碳,根据Barranco博士的说法,这是自然界很容易容忍的,因为这可以被纳入植物的光合作用循环中。根据美国甲醇研究所的一项研究,预计到2020年,将有4000万辆以甲醇燃料电池为动力的汽车,这意味着二氧化碳排放量将比汽油排放量减少1.04亿吨。

粉末形式的催化剂

一旦发现合适的催化剂,Barranco博士就会提高其效率。他的PHD论文的结论是,如果铂合金结构无定形,则其电导电性能得到增强,并且它经历更少的腐蚀(其需要操作的介质的优点)。此外,它的操作能力大约在晶体结构中大于铂的80-100倍。无定形材料是分子结构欧洲杯足球竞彩无序的那些,在这种情况下,通过突然冷却金属合金而获得。

而且,对于在这种基础上制备的非晶金属合金掺入燃料电池膜中的催化剂,Barranco博士决定改变其形式。结果是将一个非常细的粉末放置在容器中以“喷涂”膜。不仅如此:原样:由于它是一种物质,催化剂的操作能力增强了9至13倍。欧洲杯猜球平台

期待在UPV/EHU上完全建造燃料电池

考虑到催化剂将电池的效率提高了50%以上,在UPV / EHU上发育的新材料是燃料电池研究的巨大步骤。但是Barranco先生的博士学论文不限于描述和生产新催化剂。他的工作落在整体醇的氧化燃料电池研究中,在Donostia-SanSebastián的工业化学和电化学工程实验室,由ÁngelRodríguezPierna博士的研究工作所在的研究工作为了在该实验室中单独和完全设计和开发甲醇燃料电池。

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