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更好的燃料電池新催化劑

更新時(shí)間:2019-03-15點(diǎn)擊次數(shù):1849

DGIST能源材料科學(xué)家Sangaraju Shanmugam及其團(tuán)隊(duì)為PEMFC開(kāi)發(fā)了活性和耐用的催化劑,可降低整個(gè)系統(tǒng)的制造成本。研究人員得出結(jié)論,二氧化鈰可被認(rèn)為是有前途的材料,用于在氮摻雜碳納米棒上使用鈷,以生產(chǎn)穩(wěn)定的催化劑,在PEMFC和相關(guān)設(shè)備中具有增強(qiáng)的電化學(xué)活性。

Sangaraju Shanmugam教授(左)和博士。學(xué)生Arumugam Sivanantham(右)。圖片來(lái)源:大邱慶北科技學(xué)院(DGIST)
根據(jù)Applied Catalysis B:Environmental雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究,大邱慶北科學(xué)技術(shù)研究所(DGIST)的研究人員已開(kāi)發(fā)出可降低清潔能源燃料電池總成本的納米催化劑。


聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(PEMFC)將氫燃料和氧氣之間的反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。雖然PEMFC是一種有前途的清潔能源,它是獨(dú)立的和可移動(dòng)的,就像美國(guó)航天飛機(jī)上使用的堿性燃料電池一樣,但它們目前依賴昂貴的材料。但用于催化這些化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)會(huì)降解,從而引起人們對(duì)可重用性和可行性的擔(dān)憂。

DGIST能源材料科學(xué)家Sangaraju Shanmugam及其團(tuán)隊(duì)為PEMFC開(kāi)發(fā)了活性和耐用的催化劑,可降低整體制造成本。催化劑為氮摻雜碳納米棒,表面具有二氧化鈰和鈷納米顆粒; 基本上,含有氮,鈷和二氧化鈰的碳納米棒。二氧化鈰(CeO 2)是鈰和氧的組合,是一種廉價(jià)且環(huán)保的半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)異的氧還原能力。

使用稱為靜電紡絲的技術(shù)制造纖維,其中將高電壓施加到液滴上,形成帶電液體射流,然后將中間干燥成均勻的納米尺寸顆粒。研究人員的分析證實(shí),二氧化鈰和鈷顆粒均勻分布在碳納米棒中,催化劑具有增強(qiáng)的發(fā)電能力。

發(fā)現(xiàn)氮摻雜的碳納米棒催化劑上的二氧化鈰負(fù)載的鈷比僅含鈷的氮摻雜的碳納米棒和鉑/碳更有活性和耐用性。他們?cè)谀芰哭D(zhuǎn)換和儲(chǔ)存的兩種重要類型的化學(xué)反應(yīng)中進(jìn)行了探索:氧還原和氧氣釋放反應(yīng)。

研究人員得出結(jié)論,二氧化鈰可被認(rèn)為是有前途的材料,用于在氮摻雜碳納米棒上使用鈷,以生產(chǎn)穩(wěn)定的催化劑,在PEMFC和相關(guān)設(shè)備中具有增強(qiáng)的電化學(xué)活性

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