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关键催化剂用它 氢燃料电池新突破

www.creaders.net | 2023-12-25 15:59:28  中时新闻网 | 0条评论 | 查看/发表评论

  随著能源转型,可再生能源的形象好、建设速度快,成为各国能源改革的主流,然而一个以回避的关键问题也一直如影随形:如何有效储能?氢燃料电池就是重要的选择,因为它可以直接把氢燃料化为电力。然而它要运用铂金属(白金),使得成本无法降下来。

       现在科学家终于找到了可行的替代物-白银。虽然它也列为贵金属,但相比于白金,银算是廉价了不少。

  由美国能源部、 SLAC 国家加速器实验室、斯坦福大学SUNCAT界面催化物中心、丰田研究院 (TRI)的合作团队,最近提出了新的燃料电池技术。SLAC 和斯坦福大学界面科学与催化中心的副院长史蒂文斯 (Michaela Burke Stevens)表示:“氢燃料电池在能量储存和转换方面,确实具有巨大的潜力,它是氢气能源系统的关键。”

  但是,燃料电池在先天上有著成本困境。史蒂文斯解释:“燃料电池通常依赖含有昂贵铂族金属 (PGM) 的催化剂,以促进化学反应,并让系统正常运作。几十年来,科学家一直在寻找替代的催化剂,但总是无法离开实验室。”

  几十年来,白银也多次被拿来实验,但是这一次,真正的关键是催化剂与到电池电极上之间的化学配方,做出大胆的修正。

  科学家通常先将催化剂混合到溶液当中,然后将其溶液铺到网状电极上,但这些催化剂配方,在不同的实验室环境中并不总是以相同的方式发挥作用,经常出现实验成果无法重现的问题。

  SUNCAT主管加拉米洛 (Tom Jaramillo) 说:“湿化学制程对实验室条件而言,并不总是特别有弹性。”

  为了解决这个问题,SLAC 团队使用“高真空室”,来将新催化剂沉积到电极上。这杜绝了实验室的空气、湿渡与温度的影响。“只要真空系统校准得好,原则上可以很容易地重现实验。”

关键催化剂用它  氢燃料电池新突破

  为了确保其他人能够复制他们的方法,并证明同样技术可以直接应用于全尺寸燃料电池上,研究团队又与以色列理工学院的专家合作,由他们学校的实验室,进行相同的步骤流程,以证明该方法在实际的燃料电池制作中也有效。

  两个团队共同发现,白银确实可以取代一些铂族金属,这使得燃料电池材料成本一下子就降了下来。

  不过,由于保险起见,初步实验的催化剂还是含有一些铂金属,因此现在研究团队正在调整催化剂配方,试图达到完全不含铂族金属的理想状态。

  加拉米洛表示,现在我们知道真空实验室是调整配方的理想环境,说不定我们还能继续找到更便宜的催化剂,到时候燃料电池将成为最重要的储能设备,也将是最合适的电动交通工具的电力来源。

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