物理科技生物学-PHYICA

科韶关人才华夏学家解决了氢汽车燃料电池的耐久性问题

化学 2022-01-26 00:02:19

由浦项科技大学主办 学分:浦项科技大学 当自行车在雨中淋湿时,车架和链条会被腐蚀或生锈,从而缩短自行车的寿命

需要定期加油来防止这种情况发生

电池是通过分别触发氧化和还原反应来移动电子从而产生电能的装置

但是当暴露在氧气中时,它们也会腐蚀

这些电池也可以涂上油脂防止生锈吗? 由金龙泰教授和波斯泰克大学材料科学与工程系博士生郑相文领导的一个研究小组使用铂和氢钨青铜结合的催化剂(铂/氢氧化钨)来解决氢燃料汽车关闭时发生的燃料电池腐蚀问题

这种催化剂最近在《自然催化》杂志上发表,该杂志是《自然》的姊妹杂志,它被证明能促进氢氧化,选择性抑制氧还原反应

随着环保氢燃料汽车变得越来越普遍,全球范围内为提高燃料电池性能——氢燃料汽车的核心——而进行的研发竞赛正变得越来越激烈

与发电燃料电池相比,汽车燃料电池的性能非常低,因为它们间歇关闭,一旦启动就不会停止

这是因为当点火关闭时,当空气暂时进入阳极时,发生ORR,并且阴极部件的腐蚀随着阴极电势瞬间激增而加速

研究小组专注于金属绝缘体转变(MIT)现象,这种现象可以根据周围环境选择性地改变材料的导电性,以解决汽车燃料电池的耐久性退化问题

特别是,研究小组集中于氧化钨(WO3 ),它传统上被用作电变色材料,因为它通过质子的插入和还原极大地改变了导电性

在正常操作中应用WO3的麻省理工学院现象导致电极反应,同时通过插入一个质子来维持氢-WO3(导体)状态

相比之下,当点火关闭时,混合空气被吸入,这增加了氧压力,并将其变为WO3(亚导体),这停止了电极反应,从而解决了阴极腐蚀的问题

在汽车燃料电池的膜电极组件评价中,由金属-绝缘体转变现象产生的铂/氢氧化钨选择性氢氧化反应(HOR)催化剂在关闭条件下显示出超过常规商业铂/碳催化剂材料两倍的耐久性

领导这项研究的金龙泰教授评论道:“这项研究极大地提高了汽车燃料电池的耐用性

他补充道,“预计这些发现将进一步促进氢能汽车的商业化。”

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