新的催化剂可以使乙醇燃料电池可行

一组科学家在美国能源部(DOE)布鲁克海文国家实验室该公司与特拉华大学(University of Delaware)和叶史瓦大学(Yeshiva University)的研究人员合作,开发了一种新的催化剂,可以使乙醇燃料电池成为可能。在燃料电池反应中,这种高效的催化剂执行了两个关键的、以前无法达到的步骤来氧化乙醇和产生清洁能源。他们的研究结果发表在2009年1月25日出版的《自然材料》杂志上。欧洲杯足球竞彩

二氧化锡表面铂铑团簇组成的乙醇氧化三元电催化剂模型。这种催化剂可以在燃料电池中分解碳碳键并将乙醇氧化成二氧化碳。

就像永远不会报废的电池一样,氢燃料电池将氢和氧转化为水,并作为这个过程的一部分产生电力。然而,氢燃料电池的高效生产、储存和运输并不容易实现。作为一种替代方法,研究人员正在研究富氢化合物的掺入,例如,在一个称为直接乙醇燃料电池的系统中使用液体乙醇。

“乙醇是燃料电池最理想的反应物之一,”布鲁克海文的化学家Radoslav Adzic说。“它很容易生产,可再生,无毒,相对容易运输,而且它有很高的能量密度。此外,通过一些改造,我们可以重新利用现有的存储和分配汽油的基础设施。”

直接乙醇燃料电池商业化使用的一个主要障碍是分子缓慢低效的氧化,这会将化合物分解成产生电力所需的氢离子和电子。具体来说,科学家一直无法找到一种催化剂,能够打破乙醇碳原子之间的键。

但在布鲁克海文,科学家们找到了赢家。该研究小组的电催化剂由铂和铑原子在碳负载的二氧化锡纳米颗粒上制成,能够在室温下断开碳键,并有效地将乙醇氧化成二氧化碳,作为主要反应产物。欧洲杯猜球平台相比之下,其他催化剂的主要产物是乙醛和乙酸,不适合发电。

Adzic说:“在室温下分解碳碳键并生成CO2的能力是催化的一个全新特征。”“没有其他催化剂可以在实际应用中实现这一点。”

利用布鲁克海文国家同步加速器光源的强x射线吸收技术,结合布鲁克海文功能纳米材料中心的透射电子显微镜分析数据,确定了电催化剂的结构和电子特性。欧洲杯足球竞彩基于这些研究和计算,研究人员预测三元催化剂的高活性来自所有三种成分——铂、铑和二氧化锡——之间的协同作用,这一知识可以应用于其他替代能源的应用。

Adzic说:“这些发现不仅为电催化剂和燃料电池,也为许多其他催化过程的研究开辟了新的可能性。”

接下来,研究人员将在真正的燃料电池中测试这种新型催化剂,以便直接观察其独特的特性。

这项工作是由能源部科学办公室的基础能源科学办公室支持的。欧洲杯线上买球

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