发布时间:2015-06-25 09:26 原文链接: 研究人员为燃料电池开发了低成本,更高效的纳米结构

  [导读] 加州大学洛杉矶分校的研究人员开发出使用三种金属化合物制成的纳米结构,在降低生产成本的同时,增加了燃料电池的效率和耐久性。他们的方案解决了这项技术一直停滞不前的棘手问题。

                                                                                                                   

  加州大学洛杉矶分校亨利·萨姆厄里工程与应用科学学院的研究人员领导一个研究团队,开发出使用三种金属化合物制成的纳米结构,在降低生产成本的同时,增加了燃料电池的效率和耐久性。他们的方案解决了这项技术一直停滞不前的棘手问题。

  加州大学洛杉矶分校材料科学与工程专业副教授,这项研究的首席研究员Yu Huang,将研究成果发表在6月12日的《科学》期刊上。

  质子交换膜燃料电池作为清洁能源技术,有着广泛的应用包括在零排放汽车上的使用。燃料电池的工作原理是引发氢燃料和空气中的氧气发生化学反应产生电力,而且它们产生的副产品是水而不是传统汽车排放的污染物和温室气体。

  发生在质子交换膜燃料电池中的化学反应是由金属催化的。这些化学反应中有一个是氧化还原反应,它通常使用的铂作为催化剂。但铂的高成本一直是阻碍广泛采用燃料电池的主要因素。科学家们研究了替代催化剂包括用铂–镍化合物,但到目前为止,没有得到一个可行的解决方案。

  研究人员使用了一种被称为“表面掺杂”的表面工程技术,发明了一个更高效,更持久以及生产成本更低的燃料电池,他们在电池中铂镍纳米结构的表面加入了叫做钼的第三种金属。这个变化使合金表面更稳定而且能够防止长时间使用过程中镍和铂的损失。

  这项研究发现,铂镍钼表面的纳米结构比目前市场上的铂碳复合催化剂效率高出81倍。而且这个三种金属化合物使用一段时间之后,仍能保持95%的催化效率,明显优于铂镍催化剂66%或更少的催化效率。

  “我们发现第三种过渡金属的加入,明显提高了效率和耐久性,降低了成本,”Huang说,他也是加利福尼亚纳米技术研究院的成员。“此外,表明掺杂技术也可以应用于一系列的催化剂中,同时为环境保护,能源生产和化工产品寻找高效催化剂的催化剂工程开辟了一条新路径。”

相关文章

隔膜王回撤超64%,蒸发超1800亿!

锂电板块何时反弹?今年以来A股延续结构性行情,金融、基建、科技等板块走势强劲,通信、计算机两大指数大涨超20%。此前被寄予厚望的新能源赛道,却门庭冷落,尤其是电池板块,今年以来逆市下跌,不少龙头股更是......

中科大团队设计等离激元催化新材料

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/3/495458.shtm本报合肥3月6日电(记者马荣瑞通讯员王敏)中国科学技术大学教授熊宇杰、龙冉研究团队设......

科学家解决下一代太阳能电池寿命问题

2月17日,“90后”江苏小伙儿李崇文和他的博导鄢炎发在Science发表论文。这项关于新型钙钛矿太阳能电池的研究,被认为解决了下一代太阳能电池续航问题,使其实验室寿命超过3500小时,为当前的国际顶......

新研究通过调控原子界面催化过程实现高效储钠

近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室能源与环境小分子催化研究组(509组)邓德会研究员团队与郑州大学张佳楠教授团队合作,通过界面化学工程将二维2H-MoS2纳米片组装在氮掺杂碳限域......

我所通过调控原子界面催化过程实现高效储钠

近日,中科院大连化物所催化基础国家重点实验室能源与环境小分子催化研究组(509组)邓德会研究员团队与郑州大学张佳楠教授团队合作,通过界面化学工程将二维2H-MoS2纳米片组装在氮掺杂碳限域的铁原子催化......

新添加剂让钙钛矿太阳能电池效率高达24.1%

南京工业大学教授秦天石、副教授王芳芳研究团队设计合成了一种多功能氟取代分子作为添加剂,该添加剂可以诱导钙钛矿薄膜形成更加有序的结晶,进而获得了高效、稳定的钙钛矿太阳能电池器件性能。近日,相关研究成果发......

过程工程所发现提高钠离子电池材料稳定性新策略

普鲁士白因其成本低、理论能量密度高已成为一种极具应用潜能的钠离子电池正极材料。近日,中科院过程工程所绿色化工研究部研究员赵君梅团队与中科院物理所团队合作,提出在室温下利用硼化钴包覆菱形相普鲁士白正极材......

中国科学家提出钙钛矿电池新结构方案,获新世界纪录

徐集贤教授团队与合作者,针对钙钛矿太阳能电池中长期普遍存在的“钝化—传输”矛盾问题,提出了一种命名为PIC(多孔绝缘接触)的新型结构和突破方案,实现了p-i-n反式结构器件稳态认证效率的世界纪录,并在......

微米级太阳能电池,在这所世界级大学诞生

这是由麻省理工学院(MIT)研究团队开发的一款超薄太阳能电池,整个结构只有2~3微米厚。传统的太阳能电池都比较笨重,像一块厚厚的板↓而这款超薄太阳能电池可不简单!MIT的研究人员打破常规,开发出一种可......

亿纬锂能:大圆柱电池支持9分钟超快充

有投资者在投资者互动平台提问:您好,请问公司大圆柱电池快充技术达到什么阶段?另外大圆柱电池何时才能实现量产?亿纬锂能(300014.SZ)2月13日在投资者互动平台表示,公司于2022年12月15日已......