加州大学洛杉矶分校的研究人员开发了环保燃料电池的三金属化合物纳米结构

质子交换膜燃料电池的示意图,使用一种叫做“表面掺杂”的表面工程技术。来源:加州大学洛杉矶分校黄宇实验室

研究人员加州大学洛杉矶分校亨利·塞缪尔利工程与应用科学学院欧洲杯线上买球他领导的一个团队使用三金属化合物来制造纳米结构,可以以更低的成本生产出耐用性和效率更高的燃料电池。

许多问题阻碍了燃料电池的广泛应用,而这一进展可能有助于提高燃料电池的应用。质子交换膜燃料电池被认为是一种有前景的清洁能源应用技术。

在这些电池中,空气中的氧气和氢燃料发生反应,产生电。在传统的汽车引擎排放温室气体和污染物,然而,在这个过程中产生了水作为废气。因此,质子交换膜燃料电池可用于零排放汽车。

在质子交换膜燃料电池中,金属催化化学过程。对于氧还原反应,铂通常用作催化剂。铂价格昂贵,因此阻碍了燃料电池的广泛应用。铂镍化合物等替代催化剂也曾被考虑过,但由于其耐久性不足而不可行。

研究人员必须制造一种更耐用、更高效、更经济的燃料电池。他们采用了“表面掺杂”表面工程技术来开发一种具有理想性能的燃料电池。钼作为第三种金属加入到铂镍纳米结构表面。这增加了合金表面的稳定性,也防止了铂和镍的损失。

将商用铂-碳复合催化剂与铂-镍-钼表面纳米结构催化剂进行比较发现,后者的效率提高了81倍。铂镍催化剂的效率为66%,铂镍钼化合物的效率保持在95%左右。

我们发现,添加第三种过渡金属可以提高效率和耐久性,降低长期成本。此外,表面掺杂方法还可以应用于更广泛的催化剂领域,为催化剂工程探索环保、能源生产和化工生产的高性能催化剂开辟了一条新的途径。

于黄加州大学洛杉矶分校材料科学与工程副教授欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

这项研究发表在《科学》杂志上。欧洲杯线上买球

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