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新型纳米线催化剂有望大幅降低燃料电池价格

时间:2021-11-05 09:17 点击次数:
  本文摘要:记者从中国科技大学获悉,该校合肥微尺度物质科学国家研究中心曾杰教授课题组与湖南大学朱宏文教授合作,研发出一种兼具优异催化活性和稳定性的质子互换膜燃料电池阴极催化剂。该成果日前在《美国化学会志》杂志上公开发表。 质子互换膜燃料电池具备零排放、能效高、功率固定式等优势,是未来电动汽车中最理想化的驱动电源。但是,质子交换膜燃料电池的阴极氧还原反应的动力学非常慢,必须作为电极催化剂使用大量贵金属铂纳米催化剂来维持电池的高效运转,质子交换膜燃料电池的成本非常高,允许大规模的商业化。

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记者从中国科技大学获悉,该校合肥微尺度物质科学国家研究中心曾杰教授课题组与湖南大学朱宏文教授合作,研发出一种兼具优异催化活性和稳定性的质子互换膜燃料电池阴极催化剂。该成果日前在《美国化学会志》杂志上公开发表。

质子互换膜燃料电池具备零排放、能效高、功率固定式等优势,是未来电动汽车中最理想化的驱动电源。但是,质子交换膜燃料电池的阴极氧还原反应的动力学非常慢,必须作为电极催化剂使用大量贵金属铂纳米催化剂来维持电池的高效运转,质子交换膜燃料电池的成本非常高,允许大规模的商业化。

在白金基催化剂中,提高白金基催化剂还原反应中的质量活性和催化剂的稳定性是减少贵金属白金使用量的方法。但其中大部分催化剂的稳定性过高。面对这个难题,研究人员通过细致控制铂基催化剂的维度、尺寸和成分,开发出超细铂镍铑三元金属纳米线催化剂。

由于纳米线的直径只有一纳米,其表面白金原子总体白金原子比率低于50%,显示出超高的原子利用率,为低催化剂的质量活性取得了结构基础。氧还原成催化剂测试显示,碳阻抗的超细铂镍铑三元金属纳米线催化剂的质量活性是目前商用铂碳纳米催化剂的15.2倍。


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