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布法羅大學(xué)發(fā)現(xiàn)新的鐵催化劑可降低氫燃料電池成本

時(shí)間:2022-07-11 09:55來源:蓋世汽車作者:劉麗婷

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據(jù)外媒報(bào)道，紐約州立大學(xué)布法羅分校（University at Buffalo, the State University of New York）發(fā)現(xiàn)將鐵與氮和碳結(jié)合，可生產(chǎn)出高效、耐用和廉價(jià)的催化劑，以用于燃料電池。

圖片來源：紐約州立大學(xué)布法羅分校

該研究的主要作者、布法羅分校工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院化學(xué)與生物工程教授武剛博士表示：“我們一直在做該項(xiàng)研究，此次發(fā)現(xiàn)或?qū)⑹且豁?xiàng)重大突破，最終將有助于釋放氫燃料電池的巨大潛力。”

根據(jù)美國能源部的說法，燃料電池的工作方式與電池類似，但它們不會(huì)耗盡電力或需要充電。只要提供燃料（例如氫氣），它們就會(huì)產(chǎn)生電力和熱量。

長(zhǎng)期以來，由于燃料電池?zé)o需電力，僅需提供燃料（例如氫氣），就會(huì)產(chǎn)生電力和熱量，一直吸引著科學(xué)家和環(huán)保主義者等人。因?yàn)榕c內(nèi)燃機(jī)相比，燃料電池的的排放量更低或?yàn)榱悖⑶覒?yīng)用十分廣泛，可為車輛、發(fā)電廠、建筑物等系統(tǒng)提供電力。

目前燃料電池最好的催化劑是六種貴金屬，也被稱為鉑族金屬。雖然高效且耐用，但這些金屬由于稀有而非常昂貴。因此，科學(xué)家們正在尋找成本更低的替代品。

其中一個(gè)替代品就是鐵基催化劑。鐵豐富且便宜，但性能不如鉑金，特別是鐵缺乏承受燃料電池內(nèi)部高度腐蝕性和氧化環(huán)境的耐用性。

為解決這一問題，研究小組將四個(gè)氮原子與鐵結(jié)合。然后，研究人員將材料嵌入幾層石墨烯中，對(duì)局部幾何和化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的原子控制。

所得結(jié)構(gòu)是一種大大改進(jìn)的催化劑。研究小組如此報(bào)告該催化劑：

被認(rèn)為是迄今為止生產(chǎn)的最有效的鐵基催化劑，超過了美國能源部2025年的電流密度目標(biāo)；達(dá)到接近鉑族催化劑的耐久性等級(jí)。

武博士表示：“所有這一切都表明鐵基催化劑具有降低燃料電池，特別是氫燃料電池成本的潛力，從而實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。研究人員還在計(jì)劃后續(xù)研究以進(jìn)一步改進(jìn)催化劑。”

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：氫燃料電池鐵催化劑

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