布朗大学研制出新型燃料电池催化剂
催化剂在过去很长一段时间是制约燃料电池工业化发展的瓶颈。很多科研人员都选择贵金属铂作为燃料电池的
催化剂,但是铂有两大缺点:价格高昂、催化活性随时间衰减。
最近,布朗大学的化学家利用五羰基铁和乙酰丙酮铂的分解反应,通过在粒径5nm的钯核外围包覆铁和铂,合
成了一种新型核壳结构纳米颗粒作为燃料电池的催化剂。这种催化剂铂含量极少,作为燃料电池阴极端的催化剂,
其催化性能和活性持久性都优于现有商业化的纯铂催化剂。
研发人员表示,在相同质量的前提下,用这种钯/铁-铂核壳纳米颗粒做催化剂的燃料电池产生的电流要比现已
商业化的纯铂催化燃料电池多12倍,稳定持续的催化周期也要高出9倍多。研究小组通过比对不同壳厚的催化效
果,最后发现1nm厚壳层的催化颗粒性能最优异,其壳层铂含量只有30%,研究人员表示他们可能研发出壳层更薄、
含铂更少的催化颗粒。
“燃料电池阴极发生的是氧气还原生成水的反应,不会像内燃机那样对环境释放温室二氧化碳气体。但是,
燃料电池在其阴极耗损的热效率高达40%。因此,优化燃料电池阴极是使燃料电池比内燃机以及其他类型电池更具
竞争力的关键。”布朗大学化学教授Shouheng Sun说。
布朗大学相关研究人员还表示,0.5g的新型核壳催化剂在实验室环境下就可以表现出优异的催化性能,他们
将致力于下一步的商业化推广。(佳)
