科學前沿:二氧化鈰將取代鉑成為燃料電池催化劑新寵

研究人員已經制造出奈米級催化劑,可以提高畫質潔能源燃料電池的效能和產量。

科學前沿:二氧化鈰將取代鉑成為燃料電池催化劑新寵

根據發表在《應用催化雜誌B:環境》上的一項研究,大邱京北科學技術研究所(DGIST)研究人員已經開發出了可以降低清潔能源燃料電池成本的奈米催化劑。

聚合物電解質膜燃料電池(PEMFCs)將氫燃料與氧反應時產生的化學能轉化為電能。儘管PEMFCs是一種自成一體、可移動的清潔能源——很像美國太空梭上使用的鹼性燃料電池——但它們目前依賴於昂貴的材料。此外,用於催化這些化學反應的物質會降解,這引起了科學界對其可重用性和可行性的關注。

DGIST能源材料科學家Sangaraju Shanmugam和他的團隊已經為PEMFCs開發出了能夠降低整體制造成本的活性和耐用催化劑。催化劑為氮摻雜碳奈米棒,表面有鈰和鈷奈米顆粒,本質上是含氮、鈷和鈰的碳奈米棒。鈰(CeO2)是鈰和氧的結合物,是一種廉價環保的半導體材料,具有良好的減氧能力。這些纖維是用一種被稱為電紡絲的技術製成的,在這種技術中,高壓作用於一個液滴上,形成一個帶電的液體射流,然後在半空中乾燥成均勻的奈米顆粒。研究人員的分析證實,鈰和鈷顆粒均勻分佈在碳奈米棒中,催化劑的產電能力增強。

研究人員得出結論,二氧化鈰可以被認為是最有前途的材料之一,與鈷一起用於氮摻雜碳奈米棒,以生產穩定的催化劑,增強PEMFCs和相關裝置的電化學活性。

資料來源: DGIST(大邱京北科學技術研究所)