2016年8月3日
反应类似于型质子弹球游戏使本发明的催化剂的表面上湿气的薄层,以增强燃料电池的效率。
这些电池是将化学能(如氢等燃料)直接转化为电能而不排放温室气体的装置。IOM CNR/SISSA协调了这项研究。
燃料电池的功能是通过化学反应将化学能转化为电能。燃料电池,如氢,可以在不释放CO的情况下使用2当这项技术成熟后,就可以进入大气层。
燃料电池中的化学反应由催化剂促进,催化剂通常是分散在活性耐用材料(如氧化铈)表面的铂纳米颗粒。欧洲杯猜球平台
本研究之前,这些催化剂的活性区域完美的条件下进行了检查,在极低的温度和压力,去除水分和污垢,可以在正常工作条件下的设备进行检测。
然而,斯特凡诺法布里斯,一个物理学家在国际高等教育学院(SISSA)的里雅斯特和CNRIOM因诺琴蒂基金会OFFICINA DEI Materiali,和他的同事的,要分析的系统在现实条件,在这种情况下加入在催化剂上的薄的水层。
研究小组的一些重大发现突出表明,水分不仅没有降低整个过程的效率,反而促进了运输中的原子,主要是提高了系统的整体效率。美国化学学会杂志发表了这项由法布里斯协调的研究。
通过法布里斯和团队进行的研究是基于计算机模拟。
这不是一个不重要的方面,因为传统的实验技术不允许我们获得催化剂表面和液体(如水)界面处发生的详细信息。这样一来,分离固体和水的原子层仍然是一个很大程度上未经探索的世界,很难解释作为行星的核心进行测量。的压力和温度条件防止在实验水平的直接视图。因此,我们必须寻找其他途径来调查这种现象,如使用这些数值模拟。
斯蒂法诺·法布里斯,物理学家,西萨
连锁反应
研究小组详细地重建了物理系统,正是在催化剂表面接触一层或多层水分子的地方。该小组进一步实时观察了系统的演变。“首先,我们注意到,与催化剂接触的水部分分解为氢离子或质子和氢氧化物离子(OH-)。
利玛窦Farnesi Camellone,CNR-IOM(因诺琴蒂基金会意中DEI Materiali)开发人员工作的第一作者,说,这是不完全出乎意料,并且像这样的效果可能已经想象先验的。
“真正有趣的部分发生在这次崩溃之后,”法尔内西·卡梅隆说。
在质子链的发生的表面的氢氧化结果离子和质子的特定数量的存在:“一种弹球游戏,在这种游戏中,质子组不停地来回传递一个自由质子,并将其束缚和释放。在此过程中,水分子不断形成和分解,而质子则继续反弹并沿表面长距离移动。”
得到的催化工艺积极后果。“所有这些运动都有助于在材料的活性区之间运输分子。我们多次测量了运输和释放速度的增加,催化剂的效率实际上提高了。”
这是首次在有水存在的情况下对催化剂进行研究。我们的研究除了表明该过程受水分的影响外,还进一步详细解释了材料中发生的情况,这是设计更好的燃料电池的重要知识。
斯蒂法诺·法布里斯,物理学家,西萨