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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

BNL 科學家開發新的 Electrocatalyst 提高燃料電池技術

Published on November 11, 2010 at 4:02 AM

終止和去驅動能佩帶在您的神經,但是它確實執行在驅動在汽車燃料細胞的回應的珍貴的白金的編號。

在燃料細胞動力的通信工具大很多可能出發前,科學家將必須查找方式保護白金,燃料細胞技術最消耗大的要素和減少必要的這個金額做催化作用上有效的電極。

現在,美國能源部的科學家 (DOE) Brookhaven 國家實驗室開發了使用單層白金并且使其磨損減到最小的一新的 electrocatalyst,當反應性維護的高水平在仿造時的測試期間的終止和去驅動。 這個研究 - 描述在線在 Angewandte Chemie,國際編輯和確定由日記帳作為 「非常重要文件」 - 可以非常地提高燃料細胞通信工具的實際性,并且可以也是可適用的為改進其他金屬催化劑性能。

最近被設計的催化劑由單層在鈀 (或鈀金子合金) 納米顆粒核心的白金組成。 他們結構上的描述特性執行在功能 Nanomaterials 和國家同步加速器光源 Brookhaven 的中心。

「我們的與正在使用中白金碳的催化劑的此催化劑的結構和活動的研究 - 和比較 - 說明鈀核心 『保護』包圍微粒的白金細致的層,使它維護反應性一個更長的時期」,解釋的 Brookhaven 實驗室化學家 Radoslav Adzic,導致研究小組。

在常規燃料細胞催化劑,氧化作用和減少循環的 - 觸發由發生在電壓上的變化请終止和去驅動期間 - 故障白金。 隨著時間的推移,白金溶化,造成對燃料電池的不可逆的故障。

在新的催化劑,從這個核心的鈀比在這些的白金易反應氧化作用和減少回應。 模擬燃料電池電壓循環的穩定度試驗表示,在 100,000 個潛在的循環以後,巨大數量的鈀被氧化了,溶化和移居遠離負極。 在負極和陽極之間的膜,散開從陽極的氫減少被溶化的鈀離子形成 「範圍」,或小點。

相反,白金是幾乎未受影響的,除了白金單層的小的收縮。 「白金格子的此收縮使這種催化劑更加有效,并且微粒增量的穩定性」, Adzic 說。

白金單層/鈀核心催化劑的反應性也依然是非常高。 僅僅 37% 減少它在 100,000 個循環以後。

在說明的更加早期的工作的大廈少量金子如何可能提高催化作用,科學家也開發了白金單層催化劑的表單與鈀金子合金核心的。 更加進一步金子的添加增加了 electrocatalyst 的穩定性,在測試以後的 200,000 個循環保留接近 70% 的反應性。

特別是與更加簡單的白金碳催化劑比較, 「這指示此 electrocatalyst 的非常好的耐久性,在更短的循環時間以後丟失接近 70% 的他們的反應性。 活動和穩定性的此級別表明這是一種實用的催化劑。 它由母鹿超出目標集在 2010-2015,并且它可以為汽車應用使用」, Adzic 說。

他注意到,使用新的催化劑做的燃料電池只將要求大約 10 克白金每車和少於 20 克鈀。 目前,在用於的催化轉化器對待廢氣, 5 到 10 克白金使用。 因為燃料細胞動力的汽車不會散發廢氣,沒有對這樣催化轉化器的需要,並且在白金使用的相當數量的沒有淨增量。

除汽車燃料細胞應用的,開發的 electrocatalysts 之外 「這些發現指示白金單層催化劑的清楚的適用性,并且擴大此概念的可能性對在其他貴重金屬基礎上的催化劑」, Adzic 說。

來源: http://www.bnl.gov/

Last Update: 26. January 2012 10:24

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