氢氧燃料电池的催化剂近年来有哪些发展和成就?
飞霸00
氢氧燃料电池和甲醇燃料电池,阳极和阴极催化剂哪个更重要?目前燃料电池中的非铂阴极催化剂有很多,最受欢迎的是Fe-N-C材料。为什么非铂阳极催化剂很少?虽然阴极催化剂的用量远多于阳极,但阳极也很重要。有阳极非铂催化剂吗?现在国际上对阳极非铂材料的研究怎么样?请不吝赐教!!!!!!
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阳极也有非铂催化剂,不能只看FC这个领域。可以看看氢氧化或者醇氧化的非铂催化剂。有人在研究,我知道有人在研究修饰钯和银作为氧化催化剂。然而,在燃料电池领域,阴极的问题非常明显,因此大多数研究都集中在阴极上。
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就铂而言,阳极的交换电流密度是阴极的几个数量级。阳极只需要极少量的铂,基本上0.05mg/cm2就够了。目前主流观点是商用铂碳催化剂阴极侧需要0.4mg/cm2,显然有很大的还原空间和潜力。大多数科学家大多研究阴极的氧还原,集中于非铂或低铂催化剂以获得良好的性能。
有点混乱。大概就是这个意思。
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科研故事:氢氧燃料电池产业化的第一步
研究小组认为,催化剂是氢氧反应的必要条件。没有催化剂,这个反应就不会发生。目前最常用的催化剂是金属铂,催化效率高,但资源稀缺,价格昂贵,导致氢氧燃料电池的生产成本相对较高,给商业化带来了很大的麻烦。为了使氢氧燃料电池这种环保无污染的新能源进入千家万户,大学化学化工研究团队近五年来一直在寻找一种价格低廉、催化效果与铂相当甚至超过铂的催化剂。起初,他们发现碳氮化合物具有一定的催化活性,加入铁、钴等金属后,催化活性可以大大提高。受这一发现的启发,他们开始研究铁和钴及其氧化物和络合物的催化活性。经过多次观察实验,他们终于在氧化铁和氧化钴上找到了突破口。他们发现,铁氧化物和钴氧化物的原始尖晶石结构并不能使它们具有很强的催化活性,但新形成的铁钴二元尖晶石的反式尖晶石由于结构中的铁原子和钴原子之间的相互作用而具有远高于形式尖晶石的催化活性。后来,他们通过调节晶体中铁离子的浓度,发现反尖晶石中铁原子和钴原子之间的相互电子转移产生的异化效应是催化活性提高的原因。令人高兴的是,在实验室研究中,团队发现精确调控的反尖晶石的催化活性优于铂催化剂。
因为氧化铁和氧化钴都是金属矿物,来源丰富,价格低廉。如果用它们代替铂,氢氧燃料电池的成本将降低到60%,这将有助于氢氧燃料电池的普及,有效落实我国“坚持节约资源、保护环境”的基本国策。?“原电池是一个复杂的系统。目前,我们团队主要在氢氧燃料电池的阳极方面取得了突破,但距离产业化还有很长的路要走,因为一项研究的产业化过程是一条线,而不仅仅是一个点。我们将继续研究氢氧燃料电池的阴极和质子交换膜,争取尽快实现这一成果的产业化,使这一成果制成的燃料电池商业化。”教授介绍了我们。
对于渴望投身科研的学生,教授经常告诫他们,做科研一定要踏实。科研工作只有在充分了解前人研究成果的基础上进行创新,重视各个环节,坚持不懈,才能取得预期的效果。