订阅
纠错
加入自媒体

研究人员提出硒锚定方法 有效提升燃料电池铂催化剂耐久性

燃料电池核心技术中,铂一直被用作促进氧化还原反应的催化剂。但是,这种金属价格昂贵,对燃料电池与更廉价的汽车和家用能源的竞争,造成一定障碍。据外媒报道,佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的研究人员开发出一种新型铂基催化系统,比传统商用系统更耐用,使用寿命更长。从长远来看,可以降低燃料电池生产成本。

研究人员提出新方法,解决导致铂催化剂降解的重要问题,那就是熔结现象。在熔结过程中,铂颗粒集合成群,减少铂的比表面积,导致催化剂活性下降。 为了减少这种现象的发生,研究人员开发一种锚定铂颗粒的方法,利用硒元素将铂颗粒固定至碳载体材料。 Zhengming Cao表示:“有几种缓解熔结现象的方法,比如使用大小一致的铂颗粒,减少化学不稳定性。新方法采用硒这种物质,促使铂和碳载体材料之间发生金属载体强相互作用,明显提高电池耐久性。同时,可以使用更加细小的铂颗粒,增加表比面积,提高催化剂活性。”

在该工艺过程中,首先将硒纳米球置于商用碳载体材料表面,然后,硒会在高温下熔解,并均匀地覆盖在碳表面。接着,硒与铂的盐前体反应,生成直径小于2纳米的铂颗粒,再次均匀覆盖碳表面。硒和铂之间通过共价相互作用,形成紧密的连接,将铂颗粒固定在碳上。佐治亚理工大学Younan Xia教授表示:“由此所产生的催化系统具有非常高的活性和耐久性。”

因为铂纳米颗粒的表比面积增加,新催化系统的初始催化活性,要比当前最先进的商用铂碳催化剂的原始价值高三倍半。接着,研究团队通过加速耐久性试验,测试催化系统。即便经过20000次电位扫描循环,新系统的催化活性,仍然是商用系统的三倍多。

在不同阶段的耐久性试验中,研究人员使用投射电子显微镜,来检测催化剂保持高活性的原因。他们发现,硒锚定方法非常有效,可以让大部分铂颗粒持守位置。Cao表示:“经过20000次循环,大多数粒子保留在碳载体上,没有出现脱离或积聚。我们相信,这种催化系统具有很大的潜力,可以有效提升铂催化剂的耐久性和活性,扩大燃料电池应用范围。”

声明: 本文系OFweek根据授权转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号