ストップ＆ゴー走行では、あなたの神経に着ることができますが、それは実際に自動車用燃料電池の反応を駆動する貴重なプラチナの番号を行います。
燃料電池自動車の大艦隊が道路をヒットする前に、科学者たちは、プラチナ、燃料電池技術の最も高価なコンポーネントを保護するための方法を見つける必要があるだろう、と触媒活性の電極を作るために必要な量を削減する。
今、エネルギー省（DOE）ブルックヘブン国立研究所米国エネルギー省の科学者は、白金の単層を使用し、ストップ＆ゴー走行を模倣するテスト中に反応性の高いレベルを維持しながら、その磨耗を最小限に抑える新しい電極を開発しました。研究 - Angewandte Chemie社、インターナショナル版ではオンラインで説明され、そして"非常に重要な論文"として雑誌で識別されるが - 非常に燃料電池車の実用性を高めることができるし、また他の金属触媒の性能を向上させるための適用可能性があります。
新しく設計された触媒は、パラジウム（またはパラジウム - 金合金）ナノ粒子のコア上に、白金の単層で構成されています。それらの構造解析は、機能性ナノ材料と国立シンクロトロン光源のためのブルックヘブン国立研究所のセンターで行われました。
"この触媒の構造と活性の我々の研究 - と、現在使用中の白金 - 炭素触媒との比較では、 - パラジウムコアはそれがはるかに長い期間のための反応性を維持できるように、粒子の周囲の白金の微細な層を"保護する"ことを示しています時間が、"研究チームを率いてブルックヘブン国立研究所の化学者Radoslav Adzicは、説明した。
損害賠償プラチナ - ストップアンドゴー走行中に発生する電圧の変化によって引き起こされる - 従来の燃料電池の触媒、酸化還元サイクルで。時間が経つにつれて、白金は燃料電池への不可逆的な損傷を引き起こし、溶解する。
新しい触媒では、コアからのパラジウムは、これらの酸化還元反応で白金よりも反応性である。燃料電池の電圧のサイクルをシミュレートする安定性試験は、100,000の潜在的なサイクル後、パラジウムのかなりの量が溶解、酸化されていた、ことが明らかになった、と離れてカソードからの移行。陰極と陽極との間の膜では、溶存パラジウムイオンは"バンド"、またはドットを形成する陽極から拡散する水素により還元された。
対照的に、プラチナは白金単分子層の小規模な収縮を除いて、ほとんど影響を受けなかった。 "プラチナ格子のこの収縮は、触媒がより活発になると粒子の安定性が増加し、"Adzicは言った。
白金単分子層/パラジウムコアの触媒の反応性も非常に高水準で推移した。それは、100,000サイクルの後、単に37％減少した。
金の少量の触媒活性を高めることができるか示すことの初期の作品を基に、科学者たちはまた、パラジウム - 金合金のコアと白金単分子層触媒の形態を開発した。金の加算は、さらなるテストの20万回後に反応性の約70％を保持して電極触媒の安定性を、増加した。
"これははるかに短いサイクル時間後に反応性の約70％を失う単純な白金 - 炭素触媒、と比較して特に、この電極触媒の優れた耐久性を示している。活性および安定性のこのレベルでは、これは実用的な触媒であることを示す。それを超える目標は2010年から2015年のためにDOEによって設定されていて、それは自動車用途に使用できる、"Adzicは言った。
とパラジウムの未満20グラム - 彼は、新しい触媒を使用して行われた燃料電池は車ごとにプラチナの唯一の約10グラムが必要になることに留意した。現在、排気ガス、プラチナの5〜10グラムの治療に使用される触媒コンバーターで使用されています。燃料電池車がない排気ガスを排出しないだろうので、そのような触媒コンバーター、および従って使用されるプラチナの量の正味の増加は必要なかったでしょう。
"自動車用燃料電池のアプリケーション用の電極触媒の開発に加え、これらの知見は、白金単分子層触媒の幅広い適用や他の貴金属に基づく触媒にこの概念を拡張する可能性を示すため、"Adzicは言った。
ソース： http://www.bnl.gov/