科学家已经设计了一种整合昂贵的铂金和便宜的稀土元素Lanthanum的方法,它是一种合金,可作为催化剂在随后的燃料电池中起催化剂的作用,从而降低其成本并提高其性能。该开发需要使脱碳重型运输车变得更简单,这在使用电池为它们的动力上供电而言较少。
铂型甲状腺纳米颗粒充当电催化剂,以加快氢燃料电池欧洲杯猜球平台中的化学反应,以产生电力和水。图片来源:Tsinghua University Press Nano Research
8月4日发表的论文中解释了这种方法Th,2022年,在日记中纳米研究。
电池可能已经成功地打击了氢燃料电池,以轻松为汽车供电。但是,由于各种困难,例如它们提供的服务类型所需的电池的数量和重量,因此很难将内燃机交换为电池的内燃机很难交换。
对于航空,运输和长途货运等重型运输尤其如此。
燃料电池可以通过将氢化学能为电力转换为电力,而热和水是唯一的其他输出,可以为车辆和其他机器供电。到目前为止,从卫星到航天飞机的多个设备中最常用的燃料电池类型一直是碱性燃料电池,其发明的历史可追溯到近100年。
接下来的一代可能看起来像是聚合物电解质膜燃料电池,它也采用氢来发电,但它更紧凑,这使其特别适合重型运输车辆。
找到更好的催化剂,是加速电化学反应的材料,是使这些反应更有效的解决方案,欧洲杯足球竞彩从而降低了燃料电池的价格,从而使它们使用化石燃料的使用更加经济。
不幸的是,铂是使主要化学反应(氧还原反应或ORR)成为现实的所有此类“电催化剂”中最好的。铂金是一种稀有金属,不经济。铂金令人难以置信的耗时是对他们采用的重要障碍,尤其是PEMFC,
在高度腐蚀性的PEMFC环境中,这种已经昂贵的电催化剂的使用量相对较少,这种情况使这种情况变得更糟。
因此,对于低成本,对降解性更具耐药性并因此在更长的时间内稳定的电催化剂的狩猎正在进行中,同时还可以提供令人印象深刻的电流密度 - 换句话说,每单位每单位的电流量,因此使我们能够使我们能够保持对PEMFC紧凑性的承诺。
Siyuan Zhu,研究合着者兼电子化学研究所,中国科学院应用化学研究所欧洲杯线上买球
考虑降低成本的关键选择是“稀释”用电催化剂所需的铂金数量,通过与其他经济金属启用它可以帮助甚至改善铂金的催化特性。
到目前为止,所谓的晚期过渡金属是与铂金合金合金的重要候选者。这些是元素周期表中心或D块中可以发现的元素。锰,铁和铬是该中部块中心的过渡金属,可以在其右侧看到“晚期”过渡金属,例如锌和镉。
晚期过渡金属易于在极端腐蚀的PEMFC环境中溶解。这不仅会导致性能稳定衰落,而且溶解的金属也与ORR的副产品反应更多,这会使破坏性越来越大。
然而,元素质桌子中中间块左侧的早期过渡金属(如Scandium和Yttrium)稳定得多。根据理论计算,铂金合金和这两种早期过渡金属迄今为止是最稳定的。
到目前为止,在早期过渡金属中,一组被忽略了 - 稀土元素(REES)。与这个名字不同,里斯在地壳中很普遍,可以为催化剂的电化学活动做出很大的贡献。
探索REE作为铂金可能合金伙伴的关注不是由于成本问题,而是由于它们在酸性介质中的溶解度和电导率差。通常,这两个问题都可以通过创建铂金合金的合成方法来超越。但是,就目前而言,几乎没有任何实际合成方法的报道。
因此,科学家设计了一个用于在铂和兰萨姆之间生产合金的一个。
该技术涉及两个简单的步骤。首先,科学家获得了容易获得的灯笼盐和trime酸,然后将这两种前体材料自组装成纳米尺度的“杆”。欧洲杯足球竞彩随后,将这些纳米棒在900°C下用铂浸渍。这样的高温对于确保将两种金属合金的无缝过程至关重要。
随后的铂型纳米纳米颗粒在燃料电池中的功能进行了应力测试。欧洲杯猜球平台合金电催化剂克服了科学家的期望,提供了超过30,000个燃料电池周期的高稳定性和活性。
在证明了Lanthanum作为铂金合金合作伙伴的成功之后,科学家现在希望尝试使用Platinum向合金的其他稀土元素检查它们是否可以超过兰萨努姆的电催化性能。
期刊参考
朱,S。等。(2022)超稳定的PT5LA跨金属化合物朝着高效的氧还原反应。纳米研究。doi.org/10.1007/S12274-022-4868-3。
资源:http://www.tup.tsinghua.edu.cn/en/index.html