|
活性是目(mu)前商用催(cui)化劑(ji)的(de)5倍，循環充放電6000次仍(reng)保(bao)持性能(neng)穩(wen)定(ding)——由中國(guo)科(ke)學(xue)技術大學(xue)合(he)肥微尺(chi)度物質(zhi)科(ke)學(xue)國(guo)家(jia)實驗室曾杰教(jiao)(jiao)授課題組與美國(guo)阿克倫大學(xue)教(jiao)(jiao)授彭(peng)振猛(meng)合(he)作的(de)質(zhi)子交(jiao)換膜燃料(liao)電池陰極催(cui)化劑(ji)研制，日前取得令人(ren)矚目(mu)的(de)重要進(jin)展。這一成(cheng)果，為新一代(dai)高(gao)(gao)效、高(gao)(gao)穩(wen)定(ding)性燃料(liao)電池研制提供(gong)了(le)新思(si)路。
在(zai)化(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)資(zi)源(yuan)有限和(he)(he)(he)環(huan)境(jing)污染(ran)加劇的(de)雙重壓力下，以質子交換膜(mo)(mo)燃料電(dian)池(chi)為代(dai)表(biao)的(de)新型清潔能(neng)源(yuan)的(de)研究和(he)(he)(he)應用受到全球性(xing)關注(zhu)。但是，這項技術還(huan)存在(zai)著不小的(de)瓶頸，主(zhu)要表(biao)現在(zai)針(zhen)對電(dian)池(chi)陰極(ji)的(de)氧還(huan)原反應催化(hua)劑活(huo)性(xing)和(he)(he)(he)穩定性(xing)較低，制約了電(dian)池(chi)的(de)輸出功率和(he)(he)(he)充(chong)放電(dian)循環(huan)次數，從(cong)而(er)阻礙了質子交換膜(mo)(mo)燃料電(dian)池(chi)的(de)商業化(hua)進程。
曾杰課題(ti)組設計并研制出(chu)一(yi)(yi)種具有超薄鉑(bo)鎳合金原子層的(de)核(he)殼型納(na)米催(cui)(cui)化(hua)劑，并實(shi)現了對鉑(bo)鎳原子比例的(de)調控。這種核(he)殼型納(na)米催(cui)(cui)化(hua)劑的(de)內部(bu)為(wei)一(yi)(yi)種低催(cui)(cui)化(hua)活(huo)性但非常(chang)穩定的(de)鈀核(he)，外部(bu)為(wei)一(yi)(yi)種高催(cui)(cui)化(hua)活(huo)性的(de)鉑(bo)鎳合金，不僅具有極高的(de)鉑(bo)原子利用率，還(huan)(huan)兼(jian)具氧還(huan)(huan)原反應所需(xu)要(yao)的(de)高活(huo)性表(biao)面晶面。
研究(jiu)表明，該催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)對于質子(zi)交換(huan)膜燃料電(dian)(dian)池(chi)(chi)陰(yin)極氧(yang)還原反應的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)高達0.79千安培每(mei)克，約為(wei)目前(qian)商(shang)用鉑碳催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)5倍。此(ci)外，由于這(zhe)(zhe)種(zhong)新型催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)內(nei)部存在較為(wei)穩定的(de)(de)鈀核，使得其整體穩定性(xing)(xing)大幅度提(ti)(ti)高，在循(xun)環充放電(dian)(dian)測試6000次(ci)后(hou)，未(wei)見其性(xing)(xing)能有顯著(zhu)降低。國際著(zhu)名化(hua)(hua)(hua)(hua)學期刊(kan)《美國化(hua)(hua)(hua)(hua)學會(hui)志(zhi)》近日(ri)刊(kan)發了(le)這(zhe)(zhe)項重要研究(jiu)成果，專家評價，這(zhe)(zhe)項研究(jiu)成果為(wei)開(kai)發新一代燃料電(dian)(dian)池(chi)(chi)提(ti)(ti)供了(le)高效的(de)(de)納米(mi)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，也(ye)為(wei)改善燃料電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)綜合(he)性(xing)(xing)能提(ti)(ti)供了(le)新思(si)路。 . |
