盡管氫燃料電池已經(jīng)發(fā)展多年、而且具有環(huán)保效益,但它到現(xiàn)在為止仍未被推廣開來。其中主要的一個(gè)問題就是商業(yè)化的考驗(yàn)。這種電池的發(fā)電過程嚴(yán)重依賴電催化劑,而電催化劑目前主要由貴金屬“鉑”組成,成本十分高昂。
因此,研究人員一直在努力開發(fā)替代品?,F(xiàn)在,香港科技大學(xué)化學(xué)與生物工程系邵敏華教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一種新的氫燃料電池。據(jù)稱,它不僅是迄今為止世界上最耐用的氫電池,而且更具有成本效益,為全球更廣泛地應(yīng)用綠色能源鋪平了道路。
他們設(shè)計(jì)了一種由原子分散的Pt和Fe單原子和Pt-Fe合金納米粒子組成的混合電催化劑。其Pt質(zhì)量活性是燃料電池中商業(yè)Pt/C的3.7倍。更重要的是,陰極中Pt負(fù)載量低的燃料電池(0.015mgPtcm-2) 依然具有出色的耐久性,在100000次循環(huán)后還可以保持97%的活性,并且在0.6V下超過200小時(shí)沒有出現(xiàn)明顯的電流下降。
此外,他們這種設(shè)計(jì)不僅減少了80%的鉑金投入,而且在電池的耐久性方面也創(chuàng)下了歷史最高紀(jì)錄。
這一研究表明了混合電催化劑中活性位點(diǎn)之間協(xié)同效應(yīng)的重要性,并為設(shè)計(jì)用于電化學(xué)裝置的更活潑、更耐用的低 Pt 電催化劑提供了一種寶貴的方法。
記者了解到,相關(guān)研究成果已通過題為《用于耐用質(zhì)子交換膜燃料電池的原子分散Pt和Fe位點(diǎn)以及Pt-Fe 納米顆?!返膱?bào)告發(fā)表于《自然催化》雜志上。
研究人員介紹稱,這種新催化劑之所以能擁有如此出色的性能,是因?yàn)樗腥齻€(gè)不同的反應(yīng)活性點(diǎn),而目前其他的催化劑只有一個(gè)。
邵敏華
▲ 邵敏華教授手持新型氫燃料電池原型。圖源:香港科技大學(xué)
原標(biāo)題:中國氫燃料電池的一大突破:港科大科學(xué)家研發(fā)出最耐用配方,成本大減且性能不變