納米技術讓燃料動力電池催化劑不再昂貴

來源:【TRD拓爾德】 發布日期:2021-10-13 分享 加入收藏 關注:27

一直以來,燃料動力鋰電池汽車推廣的最大問題就在于金屬鉑的高昂價格和稀有產量。這種昂貴金屬有關燃料動力鋰電池陰極處的氧化還原反應的進行尤其重要。在陰極,從聚合物膜透過來的質子、空氣中的氧原子、由導線傳來的電子,三者結合,形成產物——水。


最近,一組來自LBNL美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室、ANL阿貢國家實驗室的化學家和材料學家組成的隊伍開發出了創新的三維“納米框架”催化劑,它在催化陽極氧化反應方面的性能超過了常規的鉑—碳微粒催化劑,甚至大大超過了美國能源部對該技術預計的在2017年可能達到的技術水平。


這種雙金屬催化劑由鉑和鎳組成,具有中空、高活性、內外表面尺寸大的特點,使得它的效率和成本都大大優于目前的催化劑產品。


這種催化劑也可在堿性水解槽中工作,將水分裂為氧和氫。根據耗電量高低,未來它還可能作為氫氣的制備裝置。堿性水解槽里面有兩個用膜分離開的電極,這兩個電極浸沒在成分為氫氧化鉀的堿性電解液中。研究者比較測試了新型催化劑和傳統鉑—碳催化劑在其中的性能后發現,新的催化劑性能提高了一個數量級。


最近幾年,全世界的研究重要集中在通過合金,將鉑同其他更為廉價的金屬結合形成合金,在降低催化劑價格的前提下,保持性能不降低。另一個改進方法是開發中空、籠形、多孔材料,以便在其中加入更少量的貴金屬催化劑。


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