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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:2020-03-24 15:20:48 出处:快3网投平台-快三网投平台

核心提示:宾夕法尼亚大学研究人员展示,怎么还能不能利用定制纳米材料来应对哪此挑战。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越快改变能源格局,科学家们急于寻找更好的储能法子 ,以备不时之需。燃料电池将化学能转化为电能,有机会是这人 长期储能方案,你说有一天,不让燃烧燃料就能为卡车和汽车提供动力。为了推广燃料电池,化学家和工程师们还能不能 找到法子 ,使这项技术更具成本效益和稳定性,还能不能实现广泛应用。 

据外媒报道,宾夕法尼亚大学研究人员展示,怎么还能不能利用定制纳米材料来应对哪此挑战。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。 

燃料电池依赖正负有有2个多多电极进行化学反应并产生动力,有有2个多多电极之间的电解质能够离子移动。当燃料进入负极时,催化剂会将分子分解成质子和电子。而是我,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。而是我,机会化学反应必须在材料表表层层进行,任何末老出于表表层层的原子还会被浪费掉。一并,让催化剂长时间保持稳定而是我怎么能要,机会燃料电池越快更换。 

为了除理这有有2个多多现象,化学家尝试设计表表层层含铂的纳米定制材料,并几滴 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,还能不能 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重点研究这人 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:“正极指在的现象更大,机会所使用的要么是铂,要么是铂基材料,不仅价格昂贵,而是我反应效率慢。优质燃料电池的设计重点在于正极催化剂。” 

ishkariani解释说,我门面临的挑战在于,使正极中铂和钴原子形成稳定的形状。“我门儿很清楚,钴和铂还能不能 混合。而是我,机会将这这人 元素制成合金,就会形成随机顺序的铂和钴。而随机加入的钴会渗入电极,原因燃料电池的工作时间很短。”为了除理这人 现象,研究人员设计出这人 由层状铂和钴构成(金属间相)的催化剂。在催化剂中,精确控制每个原子的位置并锁定形状,比起随机加入的已经 ,正极催化剂的工作时间更长。研究人员意外发现,系统中打上去的钴太满,效率越高。铂钴比达到1:1时,效果最好。 

接下来,研究人员将对燃料电池组件中的金属间材料进行测试和评估,以便与商用系统直接进行比较。Murray团队还将探讨新的法子 ,在非高温情况下创造金属间形状,并观察额外打上去原子还能不能 提高催化剂性能。这项研究还能不能 高分辨率显微镜成像。 

Murray将这项基础研究视为起点,未来将推动商业实施和实际应用。她强调,已经 的进展取决于目前的前瞻性研究。“想想这人 世界,我门儿正在逐渐减少对传统化石燃料的投入,机会能搞清楚电能跟生学能这人 相互转换的过程,还能不能 一并除理若干极为重要的现象。”

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