Anschlag-und-Gehen Sie zu treiben kann auf Ihren Nerven tragen, aber sie tut wirklich eine Zahl auf dem kostbaren Platin, das Reaktionen in den Automobilbrennstoffzellen treibt.
Bevor große Flotten brennstoffzellenbetriebene Fahrzeuge die Strecke schlagen können, müssen Wissenschaftler eine Methode finden, das Platin, das teuerste Bauteil zu schützen der Brennstoffzelletechnologie, und die Menge zu verringern, die benötigt wird, um katalytisch aktive Elektroden herzustellen.
Jetzt haben Wissenschaftler an der US-Abteilung von (DOE) das Brookhaven-Nationalem Laboratorium der Energie einen neuen Electrocatalyst entwickelt, der ein einlagiges des Platins verwendet und seine Abnutzung herabsetzt, während Wartungshohe stufen der Reaktivität während der Prüfungen Anschlag-und-gehen, die nachahmen, zu treiben. Die Forschung - beschrieben online in Angewandte Chemie, Internationale Ausgabe und durch den Zapfen als „sehr wichtiges Papier“ gekennzeichnet - kann die praktische Anwendbarkeit von Brennstoffzellenfahrzeugen groß erhöhen und kann für das Verbessern der Leistung anderer metallischer Katalysatoren anwendbar auch sein.
Die eben konstruierten Katalysatoren werden aus einem einlagigen des Platins über einem Palladium (oder Palladiumgoldlegierung) Nanoparticlekern verfasst. Ihre strukturelle Kennzeichnung wurde in Brookhavens Mitte für FunktionsNanomaterials und die Nationales Synchroton-Lichtquelle durchgeführt.
„Unsere Studien der Zelle und der Aktivität dieses Katalysators - und Vergleiche mit Platinkohlenstoff Katalysatoren aktuell gebräuchlich - stellen, dass der Palladiumkern die feine Schicht des Platins die Partikel umgebend „schützt“ und sie aktiviert, Reaktivität während eines viel längeren Zeitabschnitts beizubehalten,“ erklärter Brookhaven-Laborchemiker Radoslav Adzic dar, der das Forschungsteam führt.
In den herkömmlichen Brennstoffzellekatalysatoren die komprimierenden - gestartet durch Änderungen in der Spannung, die eintreten während, Anschlag-und-gehen Sie zu treiben - Schäden der Oxidation und der Reduzierung das Platin. Im Laufe der Zeit löst sich das Platin auf und verursacht irreversiblen Schaden der Brennstoffzelle.
Im neuen Katalysator ist Palladium vom Kern reagierender als Platin in diesen Oxidations- und Reduzierungsreaktionen. Stabilitätsprüfungen, die das Brennstoffzellespannungskomprimieren aufgedeckt simulieren, dass, nach 100.000 möglichen Schleifen, eine beträchtliche Menge Palladium oxidiert worden war, aufgelöst und weg von der Kathode migriert. In der Membran zwischen der Kathode und der Anode, wurden die aufgelösten Palladiumionen durch den Wasserstoff verringert, der von der Anode diffundiert, um ein „Band,“ oder Punkte zu bilden.
Demgegenüber war Platin, außer einer kleinen Kontraktion der Platinmonomolekularen schicht fast unberührt. „Diese Kontraktion des Platingitters macht den Katalysator aktiver und die Stabilität der Partikelzunahmen,“ sagte Adzic.
Reaktivität des Kernkatalysators der Platinmonomolekularen schicht/-palladiums blieb auch extrem hoch. Sie wurde bloß 37 Prozent nach 100.000 Schleifen verringert.
Gebäude auf früherer Arbeit, die darstellte, wie kleine Mengen Gold katalytische Aktivität erhöhen können, die Wissenschaftler entwickelte auch ein Formular des Katalysators der Platinmonomolekularen schicht mit einem Palladiumgoldlegierungskern. Der Zusatz des Goldes weiter erhöhte die Stabilität des Electrocatalyst, der fast 70 Prozent Reaktivität nach 200.000 Schleifen Prüfung beibehielt.
„Dieses zeigt die ausgezeichnete Haltbarkeit dieses Electrocatalyst, besonders im Vergleich zu einfacheren Platinkohlenstoff Katalysatoren an, die fast 70 Prozent ihrer Reaktivität nach viel kürzeren komprimierenden Zeiten verlieren. Dieses Prozessniveau und Stabilität zeigt an, dass dieses ein praktischer Katalysator ist. Es überschreitet das Zielset durch DAMHIRSCHKUH für 2010-2015 und es kann für Automobilanwendungen verwendet werden,“ Adzic sagte.
Er beachtete, dass die Brennstoffzellen, die unter Verwendung des neuen Katalysators gemacht wurden, nur ungefähr 10 Gramm Platin pro Motor- und weniger als 20 Gramm Palladium fordern würden. Aktuell in den Katalysatoren, die verwendet werden, um Abgase zu behandeln, wird 5 bis 10 Gramm Platin verwendet. Da brennstoffzellenbetriebene Autos keine Abgase ausstrahlen würden, würde es keinen Bedarf an solchen Katalysatoren geben, und deshalb keine Nettozunahme der Menge des Platins verwendet.
„Zusätzlich zu sich entwickelnden Electrocatalysts für Automobilbrennstoffzelleanwendungen, zeigen diese Ergebnisse die breite Anwendbarkeit von Katalysatoren der Platinmonomolekularen schicht an und die Möglichkeit des Ausdehnens dieses Konzeptes auf die Katalysatoren basiert auf anderen Edelmetallen,“ sagte Adzic.
Quelle: http://www.bnl.gov/