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                英國研發石墨烯基催化劑 可制成使用壽命更長的氫燃料電池

                2020-08-24 13:10:44

                  有一項新研究表明,以特殊方式制造的石墨烯可用于制造更耐用的汽車氫燃料電池。據外媒報道,英國倫敦瑪麗女王大學(Queen Mary University of London)和倫敦大學學院(University College London,UCL)的研究團隊通過一種特殊的可擴展技術,生產石墨烯,并將其用于研發氫燃料電池催化劑。經過實驗表明,與現有的催化劑相比,此種石墨烯基催化劑更耐用,而且性能相當。

                  氫燃料電池在催化劑的幫助下,將氫和氧結合,以將化學能轉化為電能。由于此種反應的唯一副產品是水,因而是一種高效且環保的能源。

                  在此類氫燃料電池中,鉑是使用最廣泛的催化劑,但是其成本高昂,是阻止氫燃料電池實現商業化的一個大問題。為解決該問題,商用催化劑通常是在較便宜的碳載體上裹上微小的鉑納米顆粒,不過此種材料耐用性很差,大大縮短了當前燃料電池的使用壽命。

                  此前的研究則表明,由于石墨烯具有耐腐蝕性、表面積大且導電性高,可能是燃料電池的理想支撐材料。不過,目前大多數實驗中使用的石墨烯存在許多缺陷,意味著改善其電阻效果的預期尚未實現。

                  但是,此次研究人員們提出了一種技術,利用一鍋合成法(one-pot synthesis),生產出包裹著鉑納米顆粒的高質量石墨烯。該工藝可以擴展,用于大規模生產,讓石墨烯基催化劑在能源領域得到廣泛應用。

                  研究人員采用了美國能源部(DOE)推薦的加速應力測試進行大量測試,證實了此種石墨烯催化劑的耐久性。加速應力測試就是故意在短時間內,讓催化劑在多次循環中快速受力,讓科學家無需測試采用此種催化劑運行數月或數年的燃料電池,就能評估新材料的穩定性。

                  采用此類測試,科學家們發現,與商用催化劑相比,在同樣的測試周期內,新研發的石墨烯基催化劑的活性損失降低了約30%。(來源:蓋世汽車)


                責任編輯:admin
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