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鎳陽極是使燃料電池更便宜、更高效的關鍵

更新時間：2022-04-01 14:01   來源：市場資訊   瀏覽次數(shù)：90443 | 文字大小：大 中 小

　　康奈爾大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，氮摻雜、碳涂層的鎳陽極可以催化氫燃料電池中的基本反應，而成本僅為目前使用的貴金屬的一小部分。

　　他們認為，這一發(fā)現(xiàn)可能會加速清潔氫燃料電池在車輛和其他應用中的廣泛使用。

　　在發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上的一篇論文中，研究人員解釋說，目前氫燃料電池需要昂貴的貴金屬，如鉑，以有效地催化它們用于發(fā)電的反應。盡管堿性聚合物電解質膜燃料電池(APEMFC)能夠使用非貴金屬電催化劑，但它們?nèi)狈μ娲F金屬基系統(tǒng)所需的性能和耐用性。

　　燃料電池通過氫氧化反應(HOR)和氧還原反應(OOR)發(fā)電。特別是鉑，是這兩種反應的模型催化劑，因為它可以有效地催化它們，并且在PEM燃料電池的酸性環(huán)境中持久耐用。

　　據(jù)科學家稱，最近對非貴金屬HOR電催化劑的實驗旨在克服兩個主要挑戰(zhàn)：由于氫結合能過強而導致的內(nèi)在活性低，以及由于金屬氧化物形成快速鈍化而導致的耐久性差。

　　具體來說，最近的研究希望通過使用鎳基電催化劑來克服這些挑戰(zhàn)，該電催化劑具有由氮摻雜碳制成的2納米殼。

　　康奈爾團隊的氫燃料電池有一個陽極（氫氣被氧化）催化劑，該催化劑由一個被碳殼包圍的實心鎳核組成。當與鈷錳陰極（氧氣被還原）配對時，由此產(chǎn)生的完全不含貴金屬的氫燃料電池每平方厘米輸出超過200毫瓦。

　　該小組指出，鎳電極表面上氧化鎳物質的存在顯著減慢了氫氧化反應。氮摻雜碳涂層用作保護層并增強HOR動力學，使反應更快、更有效。

　　此外，鎳電極上石墨烯涂層的存在防止了氧化鎳的形成，從而使電極的壽命大大提高。這些電極對一氧化碳的耐受性也更強，一氧化碳會迅速毒化鉑。

　　首席研究員Héctor D.Abru?a在一份媒體聲明中說：“這種新型陽極的使用將大大降低價格，從而使堿性燃料電池能夠在廣泛的領域中得到應用?！?/p>