物理科技生物学-PHYICA

氢能汽车的燃料电池寿命越来越伊藤秋粉长

化学 2022-03-01 00:02:09

哥本哈根大学 用于氢燃料电池的新型电催化剂由薄的铂钴合金网络组成,与目前常用的催化剂不同,它不需要碳载体

荣誉:古斯塔夫·西弗斯 大约有10亿辆小汽车和卡车在世界各地行驶

只有少数靠氢气运行

哥本哈根大学的研究人员取得突破后,这种情况可能会改变

突破?一种新的催化剂,可用于生产更便宜、更可持续的氢动力汽车

氢能汽车是罕见的景象

这部分是因为他们依赖大量的铂作为燃料电池的催化剂——大约50克

通常,车辆只需要大约5克这种稀有珍贵的材料

事实上,南非每年仅开采100吨铂

现在,哥本哈根大学化学系的研究人员已经开发出一种不需要如此大量铂的催化剂

“我们已经开发出一种催化剂,在实验室里,它只需要目前汽车氢燃料电池所需铂量的一小部分

我们正在接近传统车辆所需的相同数量的铂

同时,这种新的催化剂比现在氢动力汽车中使用的催化剂更稳定,”化学系的马提亚斯·阿伦茨教授解释说

氢能汽车的范式转变 可持续发展技术经常受到稀有材料有限的挑战,而稀有材料使其成为可能,这反过来限制了可扩展性

由于目前的限制,不可能在一夜之间用氢燃料汽车取代世界上所有的汽车

因此,这项新技术改变了游戏规则

UCPH化学系高熵合金催化中心的中心负责人简·罗斯梅什尔教授说:“这种新催化剂可以使氢燃料汽车的推广规模大大超过以往任何时候。”

这种新型催化剂极大地改善了燃料电池,使每克铂产生更多马力成为可能

这反过来又使得氢燃料电池汽车的生产更加可持续

更耐用,铂金更少 因为只有催化剂的表面是活性的,所以需要尽可能多的铂原子来包覆它

催化剂也必须是耐用的

冲突就在这里

为了获得尽可能多的表面积,今天的催化剂是基于涂在碳上的铂纳米粒子

不幸的是,碳使催化剂不稳定

这种新催化剂的特点是不含碳

研究人员开发了一种纳米线网络来代替纳米粒子,这种网络具有丰富的表面积和高耐用性

“随着这一突破,氢能汽车的概念变得越来越普遍,越来越现实

它让它们变得更便宜、更可持续、更耐用。”

与汽车行业的对话 研究人员的下一步是扩大他们的研究成果,这样这项技术就可以在氢能汽车上实施

“我们正在与汽车行业讨论如何在实践中实现这一突破

所以,事情看起来很有希望,”马提亚斯·阿伦茨教授说

研究结果刚刚发表在《自然材料》杂志上,该杂志是材料研究的主要科学期刊之一

这是基础研究中心“高熵合金催化中心”(CHEAC)的每一位研究员合作的第一篇文章

该中心是一个由丹麦国家研究基金会支持的所谓的卓越中心

“在中心,我们开发新的催化剂材料,以创造可持续的化学品和燃料,帮助社会使化学工业更加绿色

该中心负责人简·罗斯梅什尔说:“现在有可能以可持续的方式扩大氢燃料汽车的生产,这是向前迈出的一大步。”

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