质子交换膜燃料电池(PEMFC)提供优秀的潜在能量转换技术的广泛使用。
图片来源:luchschenF / Shutterstock.com
不像电池表现出有限的工作生活,燃料电池产生能量和热量,只要燃料供应。质子交换膜燃料电池通常能操作的温度在- 80°C到100°C,提供了显著的优势,超过传统高温燃料电池包括热身时间相对较短。
质子交换膜燃料电池能够迅速改变他们的输出,以适应不断变化的能源需求,并根据燃料类型,质子交换膜燃料电池也被认为是比传统技术同行更环保。
尽管这些不同的优势,但仍然是一种经常存在的危险的“CO中毒”,燃料电池性能退化不利影响的昂贵的铂催化剂,造成的存在甚至最低级别的一氧化碳(CO)的燃料气体。
CO中毒影响阳极反应的CO优先吸附铂表面,因此阻止活跃的网站,影响性能。
只要数以百万分之的公司可以有效地毒药纯铂催化剂。这种CO中毒效应是缓慢的,然而,使用适当的技术能够逆转。
在质子交换膜燃料电池,利用这种效应不存在纯氢、纯氢的使用是不切实际的和不切实际的大多数应用程序。
许多方法在历史上使用的最小化CO中毒风险,特别是使用铂合金催化剂,氧气的引入到燃气流量和较高的电池操作温度的使用。然而,这些方法已经看到了有限的成功。
试图提供一个可行的替代高CO-sensitive和昂贵的铂催化剂,最近研究一类新的IrRu-N-C催化剂利用红外和俄文单个原子氮碳复合材料均匀填充。
单原子催化这些催化剂提供了极其高效的对H2电氧化而展示强劲的公司电氧化反应(作)行为启动约0 mV -相比,一个显著的区别在环境温度可逆氢电极。
这些属性承受这种新的催化剂令人印象深刻的公司防毒潜在的用于质子交换膜燃料电池时,即使使用结合超低贵金属负载。
使用混合和物理探测技术和理论计算调查他们的潜能,这不同的类自动分散IrRu-N-C阳极氧化催化剂被发现展览优秀的潜力或有限公司和H2。
操作只有24μg每厘米的金属−2在阳极,H2燃料电池是指出表现出峰值功率密度为1.43 W /厘米−2;在操作与纯公司看到这个催化剂表现出最大电流密度在每厘米800 mA−2。
红外单原子中心和俄罗斯之间的复杂的相互作用被发现这种催化行为的核心,即网站的行为表现为协同作用分解H2O和促进额外的激活。
质子交换膜燃料电池是一个受欢迎的选择对于交通应用程序由于其高功率密度,轻量级和有利的对环境的影响(由于他们可能有助于减少温室气体(GHG)排放)。
质子交换膜燃料电池保持小规模系统的最佳选择,直到经济提供可伸缩的纯氢的一种手段。尽管他们目前的局限性,质子交换膜燃料电池也提供优秀的便携式电子设备可能最终取代电池。
由于质子交换膜燃料电池很多新兴技术和产业的中心——尤其是迫切需要摆脱化石燃料的使用在所有领域——这些发现的影响和潜在的CO中毒有效解决的问题在质子交换膜燃料电池不能被夸大。
这一发展可能会大大提高可靠性、适用性和潜在的这些已经广泛使用的电源。
最值得注意的是,质子交换膜燃料电池的发展不依赖昂贵的铂催化剂可以看到它们的使用急剧增加,因为这些有前途的设备变得更划算,更容易大规模生产。
期刊引用:
西安王,杨李应王郝张赵,枭龙杨Zhaoping Shi,梁梁下,郑江、张魏,魏,Changpeng Liu俊杰通用电气。(2021)。
质子交换膜燃料电池供电公司和H2。118 (43)e2107332118;DOI: 10.1073 / pnas.2107332118https://www.pnas.org/content/118/43/e2107332118.short
免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。