Einde-en-Ga drijf kan op uw zenuwen dragen, maar het doet werkelijk een aantal op het kostbare platina dat reacties in automobielbrandstofcellen drijft.
Alvorens de grote vloten van brandstof-cel-aangedreven voertuigen de weg kunnen raken, zullen de wetenschappers een manier moeten vinden om het platina, de duurste component van brandstof-cel technologie te beschermen, en het bedrag te verminderen nodig om actieve elektroden katalytisch te maken.
Nu, hebben de wetenschappers bij het Nationale Laboratorium van Brookhaven van het Ministerie (DOE) van de V.S. van Energie nieuwe electrocatalyst ontwikkeld die één enkele laag van platina gebruikt en zijn slijtage minimaliseert en de scheur terwijl het handhaven van hoge niveaus van reactiviteit tijdens tests die nabootsen einde-en-gaat drijf. Het onderzoek - in Angewandte Chemie, Internationale die online Uitgave wordt beschreven, en door het dagboek als „zeer belangrijk document wordt geïdentificeerd“ - kan het praktische aspect van brandstof-cel voertuigen zeer verbeteren en kan ook toepasselijk zijn voor het verbeteren van de prestaties van andere metaalkatalysators die.
De onlangs ontworpen katalysators zijn samengesteld uit één enkele laag van platina over een palladium (of palladium-gouden legerings) nanoparticle kern. Hun structurele karakterisering werd uitgevoerd op het Centrum van Brookhaven voor Functionele Nanomaterials en de Nationale Lichtbron van het Synchotron.
„Onze studies van de structuur en de activiteit van deze katalysator - en vergelijkingen met platina-koolstof katalysators momenteel in gebruik - illustreren dat de palladiumkern „de“ fijne laag van platina beschermt die de deeltjes omringen, verklaarde het toelaten van het om reactiviteit voor een veel langere periode te handhaven,“ de chemicus Radoslav Adzic van het Laboratorium Brookhaven, die het onderzoeksteam leidt.
_In conventioneel brandstof-cel katalysator, de oxydatie en vermindering cirkelen - teweeg:brengen door verandering in voltage dat voor:komen tijdens einde-en-gaan drijven - schade de platina. In tijd, lost het platina op, veroorzakend onomkeerbare schade aan de brandstofcel.
In de nieuwe katalysator, is het palladium van de kern meer reactief dan platina in deze oxydatie en verminderingsreacties. Tests die van de Stabiliteit het voltage van de brandstofcel het cirkelen simuleren openbaarden dat, na 100.000 potentiële cycli, een significante hoeveelheid palladium was geoxydeerd, opgelost en vanaf de kathode was gemigreerd. In het membraan tussen de kathode en de anode, werden de opgeloste palladiumionen verminderd door waterstof van de anode te verspreiden om een „band,“ of punten te vormen.
In tegenstelling, was het platina bijna onaangetast, behalve een kleine samentrekking van platinamonolayer. „Deze samentrekking van het platinarooster maakt de katalysator en de stabiliteit van de deeltjesverhogingen actiever,“ bovengenoemde Adzic.
De Reactiviteit van de van het platinamonolayer/palladium kernkatalysator ook bleef uiterst hoog. Het werd verminderd door slechts 37 percenten na 100.000 cycli.
Het Voortbouwen op het vroegere werk dat illustreerde hoe de kleine hoeveelheden goud katalytische activiteit kunnen verbeteren, de wetenschappers ontwikkelde ook een vorm van de platinamonolayer katalysator met een palladium-gouden legeringskern. De toevoeging van gouden verhoogde verder de stabiliteit van electrocatalyst, die bijna 70 percent van reactiviteit na 200.000 cycli van het testen behield.
„Dit wijst op de uitstekende duurzaamheid van dit electrocatalyst, vooral wanneer vergeleken met eenvoudigere platina-koolstof katalysators, die bijna 70 percenten van hun reactiviteit na veel kortere het cirkelen tijden verliezen. Dit niveau van activiteit en stabiliteit wijst erop dat dit een praktische katalysator is. Het overschrijdt de doelstelling door DOE voor 2010-2015 wordt bepaald en het kan voor automobieltoepassingen worden gebruikt,“ bovengenoemde die Adzic.
Hij merkte op dat de brandstofcellen gemaakt gebruikend de nieuwe katalysator slechts ongeveer 10 gram platina per auto - en minder dan 20 gram palladium zouden vereisen. Momenteel, in katalytische die convertors worden gebruikt om uitlaatgassen te behandelen, wordt 5 tot 10 gram platina gebruikt. Aangezien de brandstof-cel-aangedreven auto's geen uitlaatgassen zouden uitzenden, zou er geen behoefte aan dergelijke katalytische convertors zijn, en daarom geen netto verhoging van de gebruikte hoeveelheid platina.
„Naast het ontwikkelen van electrocatalysts voor de toepassingen van de automobielbrandstofcel, wijzen deze bevindingen op de brede toepasselijkheid van platinamonolayer katalysators en op de mogelijkheid om dit die concept tot katalysators uit te breiden op andere edele metalen,“ bovengenoemde worden gebaseerd Adzic.
Bron: http://www.bnl.gov/