物理科技生物学-PHYICA

使用半导体制造技术改进燃料电池性能

纳米技术 2022-09-03 23:58:10

由国家科学技术研究委员会提供 三元纳米粒子催化剂制备的分步合成过程以及通过金属原子间的电子转移进行电子结构重排的说明

鸣谢:韩国科学技术研究院(KIST) 韩国的一个研究小组利用半导体制造技术合成了金属纳米粒子,可以大幅提高氢燃料电池催化剂的性能

韩国科学技术研究院(KIST)宣布,由Dr

氢燃料电池研究中心的Sung Jong Yoo利用溅射技术通过物理方法而不是现有的化学反应成功合成了纳米颗粒,溅射技术是一种用于半导体制造的薄金属膜沉积技术

在过去的几十年里,金属纳米颗粒已经在各个领域得到了研究

最近,金属纳米粒子作为氢燃料电池和水电解系统产生氢的关键催化剂已经引起了关注

金属纳米粒子主要通过复杂的化学反应来制备

此外,它们是使用对环境和人类有害的有机物质制备的

因此,不可避免地要为它们的处理支付额外的费用,并且合成条件具有挑战性

因此,需要一种能够克服现有化学合成缺点的新的纳米颗粒合成方法来建立氢能机制

KIST研究小组应用的溅射工艺是一种在半导体制造过程中涂覆薄金属膜的技术

在这一过程中,等离子体被用来将大型金属切割成纳米颗粒,然后这些纳米颗粒被沉积在基底上形成薄膜

研究小组使用“葡萄糖”制备了纳米颗粒,这是一种特殊的基底,在此过程中通过使用等离子体防止金属纳米颗粒转化为薄膜

该合成方法使用了利用等离子体而不是化学反应的物理气相沉积的原理

因此,使用这种简单的方法可以合成金属纳米粒子,克服了现有化学合成方法的局限性

PtCo/C和PtCoV/C的低倍和高倍TEM图像

鸣谢:韩国科学技术研究院(KIST) 新催化剂的开发受到了阻碍,因为现有的化学合成方法限制了可用作纳米粒子的金属类型

此外,合成条件必须根据金属的类型而改变

然而,通过开发的合成方法,合成更多不同金属的纳米颗粒已经成为可能

此外,如果该技术同时应用于两种或多种金属,可以合成各种成分的合金纳米颗粒

这将导致基于各种成分的合金的高性能纳米粒子催化剂的发展

KIST研究小组利用这一技术合成了铂-钴-钒合金纳米粒子催化剂,并应用于氢燃料电池电极中的氧还原反应

结果,催化剂活性分别比商业上用作氢燃料电池催化剂的铂和铂-钴合金催化剂高七倍和三倍

此外,研究人员调查了新添加的钒对纳米颗粒中其他金属的影响

他们发现,通过计算机模拟,钒通过优化铂-氧结合能来提高催化剂性能

博士;医生

KIST的Sung Jong Yoo评论说:“通过这项研究,我们开发了一种基于新概念的合成方法,该方法可应用于以金属纳米粒子为重点的研究,以开发水电解系统、太阳能电池、石化产品

他补充说,“我们将努力建立一个完整的氢经济,并通过应用具有新结构的合金纳米粒子来开发碳中性技术,这一直难以实现,以[开发]包括氢燃料电池在内的生态友好型能源技术。”

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