新能源网首页 | 放到桌面

太阳能 生物质能 风能 新材料
行业|技术前沿应用|专题生态环保节能减排低碳生活上市公司
资讯企业动态业内资讯产业分析人物访谈政策法规投资融资统计数据本网公告|展会展会日历本网参展展会动态|产业园
专题: 生物质颗粒机 生物质压块机 生物质压块燃料 生物质颗粒燃料 锂离子电池 小型风力发电机 垂直轴风力发电机 LED灯 太阳能热水器 太阳能路灯 逆变器 太阳能电池板
当前所在位置:首页 > 技术 > 科技前沿
科技前沿】 【技术文献】 【专家视点】 【设备选型】 【应用实例】 【解决方案】 【技术参数】 【行业标准

布朗大学科学家开发新型燃料电池催化剂

来源:前瞻网   更新时间:2018-10-25 15:37:54    

  阻碍环保氢燃料电池广泛应用于汽车、卡车和其他车辆的一个因素是铂催化剂的成本。

  使用不太贵重的铂的一种方法是将其与其他较便宜的金属结合使用,但这些合金催化剂在燃料电池条件下往往会迅速降解。

  现在,布朗大学的研究人员已经开发出一种新型合金催化剂,既能减少铂的使用,又能在燃料电池测试中保持良好的性能。

  据《焦耳》杂志报道,这种催化剂由铂合金和纳米颗粒中的钴制成,在反应性和耐久性方面都超过了美国能源部(DOE) 2020年的目标。

  “合金催化剂的耐久性是该领域的一个大问题,”布朗大学化学研究生Junrui Li说。

  “研究表明,合金最初的性能比纯铂要好,但在燃料电池中,催化剂的非贵金属部分会很快被氧化和过滤掉。”

  为了解决这个浸出问题,Li和他的同事开发了一种特殊结构的合金纳米颗粒。

  这些粒子有一个纯铂外壳,围绕着一个由铂和钴原子交替层构成的核心。

  布朗大学(Brown)化学教授、该研究的资深作者Shouheng Sun表示,这种分层的核心结构是催化剂反应性和耐久性的关键。

  “内核中原子的分层排列有助于平滑和收紧外壳中的铂晶格,”Sun说。

  “这增加了铂的反应性,同时也防止了钴原子在反应过程中被吃掉。这就是为什么在金属原子随机排列的情况下,这些粒子比合金粒子表现得更好。”

  关于有序结构如何增强催化剂活性的细节在焦耳论文中有简要描述,但更具体地说,在发表在《化学物理杂志》上的另一篇计算机建模论文中。

  这项建模工作由安德鲁·彼得森(Andrew Peterson)领导,他是布朗工程学院的副教授,也是焦耳论文的合著者。

  为了进行实验工作,研究人员测试了催化剂的能力来执行氧还原反应,这对燃料电池性能和耐久性是至关重要的。

  在质子交换膜(PEM)燃料电池的一侧, 从氢燃料中剥离出来的电子会产生驱动电动机的电流。在电池的另一端,氧原子吸收这些电子来完成一个循环。

  这是通过氧还原反应完成的。

  初步测试表明,该催化剂在实验室环境下表现良好,优于更传统的铂合金催化剂。

  新催化剂在3万次电压循环后仍然保持活性,而传统催化剂的性能明显下降。

  但是,尽管实验室测试对于评估催化剂的性能很重要,研究人员说,它们并不一定能显示催化剂在实际燃料电池中的性能。

  与实验室测试环境相比,燃料电池环境温度更高,酸度也不同,这将加速催化剂的降解。

  为了弄清楚这种催化剂在这种环境下能维持多久,研究人员将这种催化剂送到洛斯阿拉莫斯国家实验室,在一个实际的燃料电池中进行测试。

  测试表明,该催化剂在初始活性和长期耐久性方面都优于美国能源部(DOE)设定的目标。

  美国能源部要求研究人员开发催化剂,到2020年,其初始活性为每毫克铂0.44安培,在3万次电压循环(大致相当于燃料电池汽车使用5年)后,其活性至少为每毫克铂0.26安培。

  对新催化剂的测试表明,它的初始活性为每毫克0.56安培,在3万次循环后的活性为每毫克0.45安培。

  “即使经过了30000个循环,我们的催化剂仍然超出了能源部最初的活性目标,”Sun说。

  “在真实的燃料电池环境中,这种性能真的很有前途。”

  研究人员已经申请了催化剂的临时专利,他们希望继续开发和完善它。

返回列表 | 加入收藏 | 】
我要存档: 将本文以PDF形式 打开 | 下载
我要分享:
我要收听: 新能源网官方微博 @ @
相关文章  
·新型空气极材料可用于固体燃料电池 2019/05/09 ·密歇根大学研究人员利用MOF材料 提高 2019/04/30
·新型催化剂有望大幅降低燃料电池造价 2019/04/22 ·APEFC非贵金属催化剂的最新研究成果 2019/04/08
·新型燃料电池汽车氢系统安全防控中传 2019/04/04 ·美研发新技术 氢氧混合产生电力为各 2019/03/25
·燃料电池贵金属用量有望减少90% 2019/03/12 ·天津大学科学家正努力给燃料电池建“ 2019/03/04
·深度解析四大动力电池技术路线优劣势 2019/02/15 ·韩国研制水基燃料电池:利用二氧化碳 2019/01/21
·质子交换膜燃料电池阴极催化剂研究取 2018/12/07 ·新材料有望助力氢气汽车普及 2018/12/04
·淡马锡理工学院发明世界上最小最轻的 2018/11/21 ·超1万小时!长寿命氢燃料电池横空出 2018/11/19
·哈工大教授团队提出提升微生物燃料电 2018/11/07 ·突破!科学家创造出一种在实用温度下 2018/10/31
·美开发出高性能合金燃料电池催化剂 2018/10/18 ·英开发微生物燃料电池 可将咖啡废料 2018/10/17
·新型电解质膜耐久性提高5倍 2018/09/27 ·韩科学家研发出高性能质子陶瓷燃料电 2018/08/29
新能源网官方微博  
  相关产品  
- 150L双行星搅拌机 - 氢燃料电堆组装加压
- 双室MEC反应器-微生 - 氢燃料电池双极板点
- PEMFC燃料电池单电 - 质子交换膜燃料电池
- 全自动多功能喷射点 - 燃料电池生产线
- 燃料电池双极板点胶 - 通信基站备用电源系
- 钒电池电解液 - 应急发电拖车
- 甲醇重整制氢燃料电 - 燃料电池便携电源
- 测试平台系统 - 实验室用大功率柜式
- 燃料电池石墨板 - 12W质子交换膜燃料
- 质子交换膜 - 500w氢燃料电池电源
- 镧锶钴铁钙钛相电磁 - 燃料电池铂碳催化剂
- 纽扣电池自动洗电机 - 恒通2号碱性电池
- 全氟离子溶液 - 便携燃料电池电源
- 光伏逆变器专用散热 - 电池专用焊接机
- 燃料电池 - 燃料电池测试装置
能源通会员广告服务网络推广会员积分帮助中心联系我们关于我们 | 官方微博:
新能源网 版权所有 2010-2019 中华人民共和国电信与信息服务业务经营许可证 浙B2-20100234-7 浙公网安备33010602000811号
业务(新能源网):0571-28068180,28068199,28068187  客服:0571-28068180,28902366  链接推广:0571-28902366  展会合作:0571-28068187
业务QQ:  客服QQ:  推广QQ:
 太阳能光伏:点击这里加入此群  太阳能光热:点击这里加入此群  风能:点击这里加入此群  生物质能:点击这里加入此群  LED新光源:点击这里加入此群
 储能与电池:点击这里加入此群  新能源汽车:点击这里加入此群
杭州创搏网络科技有限公司  总部地址:杭州市文三路477号华星科技大厦六层