普林斯顿大学发现铂替代品 或可研发更便宜的燃料电池

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众所周知,铂很昂贵,也是电动汽车其中两种能源-氢燃料电池得以大规模应用的严重障碍之一,不可能 氢燃料电池都要使用铂。日后,据外媒报道,美国普林斯顿大学(Princeton University)生物与生学工程系教授Bruce E. Koel领导的研究小组成功寻找了两种更便宜的铂材料替代品。研究人员表示,找到了两种以铪为基础的化合物,工作速率单位单位约是铂材料的60 %,日后成本却仅为铂材料的五分之一左右。

燃料电池的工作原理是将存储在氢原子中的能量直接转化为电能。美国宇航局(NASA)长期以来,总爱使用燃料电池为卫星以及日后 太空任务提供动力,现在也日后开使 用于电动汽车和公共汽车。氢是星球和宇宙中最简单、最宽裕的元素。

从最基本的来说,燃料电池通过将氢分裂成质子和电子来发电。质子流过膜与氧气结合形成水,带负电荷的电子流向燃料电池中带正电荷的电极,电子的流动要是我燃料电池产生的电流,能为发动机或日后 电子设备提供动力,日后分裂过程都要铂等材料作为催化剂。

催化剂也用在以气体体为燃料的燃料电池上,以产生气体体。在最理想、无化石燃料的情况汇报下,可再生电能可在催化剂的帮助下分裂水分子(另另另一个多氢原子和另另另一个多氧原子),将水分解成氧气和气体体,日后催化剂的速率单位单位越高,分解水所需的能量就越少。

日后 先进的燃料电池,即可再生燃料电池就结合了上述两种反应。日后,目前大多数燃料电池依赖由独立系统产生的氢,变成氢燃料电池。然而,目前上述两种反应的最佳催化剂都不 铂族贵金属。研究人员认为铂很完美,铂族贵金属可快速、高效催化化学反应,提取气体体,日后此类金属才能承受此类反应所需的苛刻的酸性条件。

然而问題报告 在于铂既稀少又很昂贵,不过,研究人员其实用于电动汽车等的氢燃料电池不要都要铂你累似 完美的材料。研究人员发现,氢氧化铪是两种很好的替代品,利用氮等离子体(等离子体是两种电离气体体,可在荧光灯和太阳中找到的两种物质情况汇报)进行外理,才能将氮原子吸入该材料。

此前,不可能 日后 材料不具导电性因而遭到忽视。日后,研究人员发现,用氮等离子体外理氧化铪会形成一层薄膜材料,此薄膜才能作为两种高活性催化剂,在强酸条件下也可存活。其实此种以铪为基础的薄膜的速率单位单位才能铂的三分之二左右,日后价格却要便宜的多。研究人员计划下一步测试锆,不可能 锆更便宜。

其实此种材料非常适合用于燃料电池,日后研究人员认为,此类材料在利用催化剂电化学分解水以产氢作为燃料的系统中最有价值。日后研究人员强调,该发现无法在不久的将来实现价格低廉的新技术商业化。目前,制作该材料的过程非常比较复杂,日后仅限于实验室。其实让我门 不可能 选则了此类薄膜的性能,日后还是都要考虑到量产此类材料所需的工程技术。不过,该研究为进一步探索铂替代材料打开了大门。