氫燃料電池革命的開始：將鐵作為燃料電池催化劑
2022-05-23
氫能觀察張贏316700核心提示：據(jù)國外媒體報道，近期發(fā)現(xiàn)一種新的技術(shù)，這將成為氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的革命開端。這項新技術(shù)可能會帶來更便宜、更具有商業(yè)可行性的燃料電池。能源電氣化是告別溫室氣體的關(guān)鍵。但可再生電力也有它的缺點：從環(huán)境中獲取電力可能很麻煩，而且電池通常由不可再生材料
據(jù)國外媒體報道，近期發(fā)現(xiàn)一種新的技術(shù)，這將成為氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的革命開端。這項新技術(shù)可能會帶來更便宜、更具有商業(yè)可行性的燃料電池。
能源電氣化是告別溫室氣體的關(guān)鍵。但可再生電力也有它的缺點：從環(huán)境中獲取電力可能很麻煩，而且電池通常由不可再生材料制成，比如鋰，儲能能力有限。研究人員認為，氫燃料技術(shù)比傳統(tǒng)電池具有更大的能源潛力。燃料電池將我們宇宙中最豐富的元素氫轉(zhuǎn)化為電能，并且不產(chǎn)生任何的碳排放。目前如豐田未來這類氫燃料電池汽車已經(jīng)開始商業(yè)化，但是氫燃料電池對金屬鉑的依賴依舊妨礙著燃料電池的規(guī)?；?/section>在近日發(fā)表在《自然催化》(Nature catalyst)雜志上的一項新研究中，倫敦帝國理工學院(Imperial College London)和其他歐洲研究機構(gòu)的研究人員開發(fā)了一種氫燃料電池，使用鐵作為催化劑。在實驗中，這種新型燃料電池的性能幾乎與基于鉑的電池一樣好，并且鐵的成本較低，也進一步壓縮了燃料電池的成本。氫燃料電池通過將氫原子和氧原子結(jié)合在一起的化學反應(yīng)產(chǎn)生電、水和少量熱量，這些燃料電池通常使用金屬鉑作為催化劑，倫敦帝國理工學院的化學家、首席研究員安東尼·庫切納克(Anthony kucerak)表示，鉑的成本較高并且儲量相對稀少，目前占單個燃料電池成本的60%。為了進一步降低氫燃料電池的成本，庫切納克和他的團隊將目光轉(zhuǎn)向了鐵，一種儲量豐富且極其便宜的金屬。研究人員沒有使用固體鐵，相反，他們將金屬分解成單個原子——這比一整塊金屬更活潑——并將這些分子放在由碳和氮組成的材料上。他們發(fā)現(xiàn)，這種催化劑產(chǎn)生的電力幾乎和鉑基燃料電池一樣多，這意味著我們可能能夠克服氫燃料的高昂成本，使其在商業(yè)上更具可行性。這項技術(shù)也不僅限于氫燃料電池。研究人員認為，它可以降低各種商業(yè)應(yīng)用的成本，比如使用空氣來去除廢水中的有害污染物。該研究的第一作者、帝國理工學院的化學家阿薩德·穆罕默德(Asad Mehmood)表示：“我們已經(jīng)開發(fā)了一種制造一系列‘單原子’催化劑的新方法，這為一系列新的化學和電化學過程提供了機會。”“具體來說，我們使用了一種獨特的方法，稱為金屬轉(zhuǎn)化，以避免在合成過程中形成鐵團簇。這個過程應(yīng)該對其他想要制備類似催化劑的科學家有益?！?/section>雖然這種用于氫燃料電池的新型鐵催化劑不像鉑那樣耐用，但帝國理工學院的研究人員正在努力改進該系統(tǒng)。他們希望擴大規(guī)模，這樣有一天，氫燃料電池作為一種可再生能源將更快規(guī)模化。（本文為氫能觀察獨家翻譯稿件，未經(jīng)授權(quán)，不得轉(zhuǎn)載）
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