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香港科技大學打造出新型耐用氫燃料電池

2022-07-05 16:24:20 EDN China 閱讀:
氫燃料電池發電在很大程度上依賴于一種電催化劑,即主要由昂貴稀有金屬鉑組成的材料??茖W家們一直在努力開發替代品,用更常見和更便宜的材料(如鐵-氮-碳)代替鉑,但這些材料要么被證明在發電方面效率低下,要么耐用性差?,F在,香港科技大學的研究人員開發出一種迄今為止世界上最耐用新型氫燃料電池,而且更具成本效益……

氫燃料電池是一種很有前途的清潔能源選擇,因為氫燃料電池通過將氫氣和氧氣轉化為電能來發電,可實現二氧化碳、顆粒物和其他可能引起霧霾或健康問題的空氣污染物的零排放,因此是一種很有前景的清潔能源。盡管具有環境效益,且經過多年發展,但氫燃料電池仍未廣泛商業化。這是因為氫燃料電池發電在很大程度上依賴于一種電催化劑,即主要由昂貴稀有金屬鉑組成的材料。3F5ednc

科學家們一直在努力開發替代品,用更常見和更便宜的材料(如鐵-氮-碳)代替鉑,但這些材料要么被證明在發電方面效率低下,要么耐用性差。3F5ednc

現在,香港科技大學(Hong Kong University of Science and Technology,港科大)的研究人員開發出一種迄今為止世界上最耐用新型氫燃料電池,而且更具成本效益,為全球實現碳中和的更廣泛綠色能源應用鋪平道路。3F5ednc

香港科技大學化學與生物工程系邵敏華教授領導的研究團隊發現了一種新配方,不僅可以將鉑的使用比例降低80%,而且在細胞的耐久性水平。3F5ednc

盡管鉑含量很少,但該團隊開發的新型混合催化劑在 100,000 次加速應力測試循環后仍能將鉑催化活性保持在 97%,而目前的催化劑通常在 30,000 次循環后性能下降超過 50% . 在另一項測試中,新燃料電池在運行 200 小時后沒有表現出任何性能下降。3F5ednc

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如此出色的性能背后的一個原因是新催化劑具有三個不同的反應活性位點,而不是當前催化劑中的單一活性位點。使用包含原子分散的鉑、鐵單原子和鉑-鐵納米顆粒的配方,新混合物加快了反應速度,并實現了比鉑本身高 3.7 倍的催化活性。從理論上講,催化活性越高,它提供的功率就越大。3F5ednc

兼任科大能源研究所所長的邵教授表示:“氫燃料電池是一種能源轉換裝置,對我們實現碳中和世界的愿望至關重要。在我們應對氣候變化的過程中,有必要擴大其使用范圍。 “我們很高興看到我們的研究結果使這一目標更近了一步。感謝政府的綠色科技基金,我們將尋求進一步改進催化劑,使其與燃料電池汽車和其他電化學設備兼容。”3F5ednc

研究結果發表在《Nature Catalysis》上。3F5ednc

責編:Demi
EDN China
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