2010年5月25日
创建催化剂可以有效和持续很长时间是一个很大的障碍以燃料电池技术从实验室到生产线。
Vismadeb Mazumder(左)和化学教授Shouheng太阳,布朗大学,已经证明,一个独特的核壳纳米粒子是一种更便宜,更积极和更持久的比商用燃料电池的催化剂铂产品。
贵金属铂被许多研究人员的选择,但是铂有两个主要的缺点:它是昂贵的,它打破了随着时间的推移,在燃料电池反应。
在一项新的研究中,布朗大学的化学家报告一个有前途的。他们已经创建了一个独特的核心和壳纳米颗粒,使用还远不及铂执行更有效和持续的时间要比商用pure-platinum阴极催化剂的燃料电池反应的结束。
化学称为氧还原反应发生在燃料电池的阴极,只创造水的浪费,而不是全球变暖的二氧化碳产生的内部燃烧系统。阴极也高达40%的燃料电池的效率损失,所以“这是一个关键的一步在燃料电池技术与内燃机的竞争更加激烈,电池,“Shouheng太阳说,布朗和论文的合著者的化学教授在《美国化学学会》杂志上。
研究小组,其中包括棕色研究生和合作者Vismadeb Mazumder和田纳西州橡树岭国家实验室的研究人员创造了一个five-nanometer钯(Pd)组成的核心与外壳包围铁和铂(FePt)。Mazumder说,诀窍是在成型外壳,保持其形状和要求的最小数量的铂完成一个有效的反应。团队创建iron-platinum壳牌通过分解五羰基铁(Fe (CO) 5)乙酰丙酮和减少铂(Pt(中航商用飞机有限公司)2)技术的太阳首次报道在2000年的一篇科学论文。欧洲杯线上买球结果是一个shell使用只有30%铂,尽管研究人员表示,他们预计他们将能够利用薄壳和铂更少。
“如果我们不使用五羰基铁,那么铂不形式(钯)的核心,“Mazumder说。
研究人员首次证明了,他们能持续产生独特的核壳结构。在实验室测试中,钯/ iron-platinum纳米粒子生成的12倍目前商用pure-platinum催化剂欧洲杯猜球平台在同一催化剂重量。输出也保持一致的10000周期,至少十倍的时间比商用铂模型1000次后开始恶化。
不同的团队创建iron-platinum壳宽度从1到3纳米。在实验室测试中,该组织发现一纳米壳表现最好。
“这是一个很好的示范,催化剂核心和壳可以容易half-gram量在实验室里,他们活跃,他们去年,“Mazumder说。“下一步是规模商用,我们相信我们可以做到。”
Mazumder和太阳正在研究为什么钯核心增加铁铂的催化能力,尽管他们认为这与电子之间的转换的核心和壳金属。为此,他们试图使用一种化学活性金属比钯为核心确认核壳结构中电子的转移及其对催化剂的功能的重要性。
来源:http://www.brown.edu/