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宾夕法尼亚大学:用更广泛的低成本金属制造燃料电池

时间:2019-10-06 05:57来源: 作者:admin 点击: 7 次
核心提示:宾夕法尼亚大学研究人员展示,如何利用定制纳米材料来应对这些挑战。研究人员采用更便宜、广泛使用的金属,制造燃料电池,通过原子级设计,使材料具有长期稳定性。盖世汽车讯目前,风能和太阳能等可再生能源正在迅速改变能源格局,科学家们急于寻

核心提示:宾夕法尼亚大学研究人员展示,如何利用定制纳米材料来应对这些挑战。研究人员采用更便宜、广泛使用的金属,制造燃料电池,通过原子级设计,使材料具有长期稳定性。

盖世汽车讯 目前,风能和太阳能等可再生能源正在迅速改变能源格局,科学家们急于寻找更好的储能方法,以备不时之需。燃料电池将化学能转化为电能,有可能是一种长期储能方案,也许有一天,不用燃烧燃料就能为卡车和汽车提供动力。为了推广燃料电池,化学家和工程师们需要找到方法,使这项技术更具成本效益和稳定性,才能实现广泛应用。

据外媒报道,宾夕法尼亚大学研究人员展示,如何利用定制纳米材料来应对这些挑战。研究人员采用更便宜、广泛使用的金属,制造燃料电池,通过原子级设计,使材料具有长期稳定性。此项研究在宾大整合知识学院 Christopher Murray 教授所在的实验室进行,由研究生 Jennifer Lee 领头。

燃料电池依赖正负两个电极进行化学反应并产生动力,两个电极之间的电解质促进离子移动。当燃料进入负极时,催化剂会将分子分解成质子和电子。然后,电子又流向正极,并产生电流。催化剂通常由铂等贵金属制成。但是,由于化学反应只能在材料表面进行,任何末出现于表面的原子都会被浪费掉。同时,让催化剂长时间保持稳定也很重要,因为燃料电池很难更换。

为了解决这两个问题,化学家尝试设计表面含铂的纳米定制材料,并大量使用钴等更常见的金属,来提供稳定性。Murray 团队擅长制造良好受控的纳米材料,即纳米晶体,可以控制所有复合纳米材料的大小、形状和构成。 在本项研究中,Lee 重点研究一种特殊燃料电池的正极催化剂,称为质子交换膜燃料电池。她表示:" 正极存在的问题更大,因为所使用的要么是铂,要么是铂基材料,不仅价格昂贵,而且反应速度慢。优质燃料电池的设计重点在于正极催化剂。"

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