有价值的金属铂是下一代高度小且高性能的氢燃料电池的核心化学反应的主要催化剂。
但是,铂金的高成本避免了该技术的广泛采用。但是,科学家已经设计了一种纳米级的铂和钴合金,以将其用作催化剂。这有助于急剧减少获得相同(甚至更好的表现)所需的铂金量。
他的新型铂金果脂催化剂的解释及其在该杂志中用来生产的方法颗粒12月15日Th,2022。
对于经济的那些部分,尤其是重型运输,在清洁过渡中将需要氢燃料电池,借助电池技术很难使它们充气。
不幸的是,最普遍使用的燃料电池是所谓的碱性燃料电池,仍然很重。这有助于限制其在那些领域的应用,例如运输和航空公司,那里的空间被认为是溢价。
所谓的下一代燃料电池,质子交换膜燃料电池(PEMFCS(已知是聚合物电解质膜燃料电池))更加紧凑。
遗憾的是,主要的催化剂(有助于加快化学反应的溶剂)被用于PEMFC(PEMFC(氧还原反应)或ORR)的重要反应中是独特的,因此是昂贵的金属铂。
早些时候,已知铂金的高成本是广泛采用PEMFC的最大障碍之一。根据美国能源部收集的数据,燃料电池中的铂金属催化剂目前被认为是其成本的40%以上。当然,全球所有白金生产中有一半被汽车部门使用。
这意味着,即使铂金的高成本限制了车辆中的燃料电池的采用,如果发生任何更广泛的采用,这只会加剧问题,因为这种稀有金属的需求甚至更高,因此价格更高,因此价格更高。
北京化学技术大学的研究作者兼电脑学家中华
因此,任何广泛采用燃料电池技术的途径基本上都包括所需的铂金量减少。可以通过将其换成其他催化剂材料或减少所需的铂金量而不损害性能来完成。
大量研究集中在后一种方法上。尤其是,科学家将集中在合金铂和钴上,实际上稀释了获得类似结果所需的铂量。
原因是几种铂 - 果胶合金倾向于表现出更大的“活性表面积”,即可能发生适当的化学反应的催化剂分子上存在的空间。
但是,对获得最佳ORR性能的合金程度进行微调是一个很大的困难。
Xiang教授合成了铂金 - 铜碳前体(通过使用二甲基胺 - 硼烷(DMAB)作为还原剂(一种授予电子电子的物质),通过使用二甲基胺 - 硼烷(DMAB),可以产生第二种化合物的化合物)在类似化学反应中的另一个)。
在氢气和氩气环境中,将该前体加热至高温,以产生铂灰铜合金,其中包括三个铂原子,以纳米级颗粒的形式向每个钴的一种。欧洲杯猜球平台
该特定铂 - 铜合金中电子的结构允许在燃料电池中电极的膜表面上大量活性。结果,燃料电池的性能得到了增强,并且已经获得了燃料电池的稳定性。
在10,000个燃料电池周期后,仅通过轻度的性能恶化来说明后一种增益。单个燃料电池内的其他测试表现出了它们的方法,这大大超过了美国能源部的需求。
在说明获得出色PEMFC性能所需的白金量减少之后,Xiang当前希望看到他是否可以完全以铂金的催化剂为代替。这可以通过使用非私致金属作为催化剂来完成,同时保留或增强性能和持久稳定性。
期刊参考:
杨,B。,等。(2022)PT – CO纳米颗粒催化剂的二次还原策略合成质子交换膜燃料电池的活性。颗粒。doi.org/10.1016/j.partic.2022.11.010。
来源:https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/journal/particuology