【中國科學報】中國科大等研製出新型氫氧燃料電池陰極催化劑

2021-01-21 中國科學院

　　中國科學技術大學教授曾傑團隊與國家同步輻射實驗室教授鮑駿團隊合作，研製出一種新型氫氧燃料電池陰極催化劑。該催化劑為超立方體框架結構，在氫氧燃料電池陰極反應中表現出高活性和高穩定性，為今後相關電催化劑的設計提供了新思路。該成果日前發表於《美國化學會志》。

　　燃料電池是一種化學電池，它利用物質發生化學反應時釋放出的能量，直接將其變換為電能。當前，電池陰極氧還原反應的鉑基催化劑活性和穩定性較低，制約了電池輸出功率和充放電循環次數，從而增加了整個燃料電池的成本。因此，高活性、高穩定性的陰極催化劑製備，成為氫氧燃料電池研究的熱點與難點。

　　中國科學技術大學團隊受三維立方體向四維超立方體演變的啟發，將鈀鉑均勻合金立方體進行氧化刻蝕，通過精準調控鈀原子的去除和餘下鈀原子、鉑原子的重排，得到鈀鉑合金超立方體框架結構。此外，通過調節初始立方體中鈀、鉑兩種元素比例，還可以得到八足體和立方框架結構。

　　在電池陰極催化測試中，立方框架結構、超立方體結構和八足體結構的單位質量活性，分別達到商用鉑碳催化劑的4.1倍、11.6倍和8.3倍。理論計算表明，超立方體表面晶面的氧吸附能最接近於理論最優值，這一趨勢與實際測試的氧還原活性順序相一致。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.0c12282

　　（原載於《中國科學報》 2021-01-13 第4版 綜合）

相關焦點

  • 「中國科學報」研製出新型氫氧燃料電池陰極催化劑
    中國科學技術大學教授曾傑團隊與國家同步輻射實驗室教授鮑駿團隊合作，研製出一種新型氫氧燃料電池陰極催化劑。該催化劑為超立方體框架結構，在氫氧燃料電池陰極反應中表現出高活性和高穩定性，為今後相關電催化劑的設計提供了新思路。該成果日前發表於《美國化學會志》。
  • 科學家研製出新型氫氧燃料電池陰極催化劑—論文—科學網
    中國科學技術大學教授曾傑團隊與國家同步輻射實驗室教授鮑駿團隊合作，研製出一種新型氫氧燃料電池陰極催化劑。
  • 中國科大等研製出新型氫氧燃料電池陰極催化劑
    中國科學技術大學教授曾傑團隊與國家同步輻射實驗室教授鮑駿團隊合作，研製出一種新型氫氧燃料電池陰極催化劑。該催化劑為超立方體框架結構，在氫氧燃料電池陰極反應中表現出高活性和高穩定性，為今後相關電催化劑的設計提供了新思路。該成果日前發表於《美國化學會志》。
  • 中科大研製出新型氫氧燃料電池陰極催化劑
    中安在線、中安新聞客戶端訊 記者1月11日從中科大獲悉，中國科學技術大學曾傑教授團隊與國家同步輻射實驗室鮑駿教授團隊合作，研製出一種新型氫氧燃料電池陰極催化劑。該催化劑為超立方體框架結構，在氫氧燃料電池陰極反應中表現出高活性和高穩定性，為今後相關電催化劑的設計提供了新思路。
  • 中國科大團隊研製出一種新型燃料電池陰極催化劑
    中新網合肥1月11日電 (記者 吳蘭)記者11日從中國科學技術大學獲悉，該校曾傑教授團隊與國家同步輻射實驗室鮑駿教授團隊合作，研製出一種新型氫氧燃料電池陰極催化劑。該催化劑為超立方體框架結構，在氫氧燃料電池陰極反應中表現出高活性和高穩定性，為今後相關電催化劑的設計提供了新思路。
  • 【2021 電池工程師培訓】中科大研製出新型氫氧燃料電池陰極催化劑
    記者1月11日從中國科學技術大學獲悉，該校曾傑教授團隊與國家同步輻射實驗室鮑駿教授團隊合作，研製出一種新型氫氧燃料電池陰極催化劑。該催化劑為超立方體框架結構，在氫氧燃料電池陰極反應中表現出高活性和高穩定性，為今後相關電催化劑的設計提供了新思路。該成果日前發表於《美國化學會志》。
  • 中國科學技術大學等 研製出新型氫氧燃料電池陰極催化劑
    中國科學技術大學教授曾傑團隊與國家同步輻射實驗室教授鮑駿團隊合作，研製出一種新型氫氧燃料電池陰極催化劑。
  • 「合肥日報」中國科大研製新型氫氧燃料電池陰極催化劑
    記者近日從中國科大獲悉，該校曾傑教授團隊與國家同步輻射實驗室鮑駿教授團隊合作，研製出一種新型氫氧燃料電池陰極催化劑。該催化劑為超立方體框架結構，在氫氧燃料電池陰極反應中表現出高活性和高穩定性，為今後相關電催化劑的設計提供了新思路。
  • 我國科學家研製出新型氫氧燃料電池陰極催化劑
    中國科學技術大學教授曾傑團隊與國家同步輻射實驗室教授鮑駿團隊合作，研製出一種新型氫氧燃料電池陰極催化劑。該催化劑為超立方體框架結構，在氫氧燃料電池陰極反應中表現出高活性和高穩定性，為今後相關電催化劑的設計提供了新思路。該成果日前發表於《美國化學會志》。燃料電池是一種化學電池，它利用物質發生化學反應時釋放出的能量，直接將其變換為電能。
  • 中國科大研製出新型質子交換膜燃料電池陰極催化劑
    中國科大研製出新型質子交換膜燃料電池陰極催化劑 2018-12-04 15:38:00來源：央廣網
  • 中科大在氫氧燃料電池陰極催化劑設計方面取得重要進展!
    近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心及化學與材料科學學院的曾傑教授團隊和國家同步輻射實驗室鮑駿教授團隊合作，通過精準的氧化刻蝕，調控鈀鉑合金的形貌和組分，設計並構築出了超立方體框架結構催化劑，其在氫氧燃料電池陰極反應中表現出高活性和高穩定性。
  • 中國科學技術大學在氫氧燃料電池陰極催化劑設計方面取得重要進展
    近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心及化學與材料科學學院的曾傑教授團隊和國家同步輻射實驗室鮑駿教授團隊合作，通過精準的氧化刻蝕，調控鈀鉑合金的形貌和組分，設計並構築出了超立方體框架結構催化劑，其在氫氧燃料電池陰極反應中表現出高活性和高穩定性。
  • 中國科大研製出直徑1納米的納米線催化劑—新聞—科學網
    本報訊（記者楊保國）近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心教授曾傑課題組與湖南大學教授黃宏文合作，研製出一種兼具優異的催化活性和穩定性的質子交換膜燃料電池陰極催化劑
  • 中國學者研製出一種新型納米線催化劑 直徑僅有一納米
    中國學者研製出一種新型納米線催化劑 直徑僅有一納米 來源：中國新聞網 • 2018-12-05 08:37:34
  • 我科學家研製出新型催化劑 攻克氫燃料電池汽車推廣應用關鍵難題
    中國科學技術大學路軍嶺教授、韋世強教授、楊金龍教授等課題組密切合作,研製出一種新型催化劑,攻克了新能源汽車——氫燃料電池汽車推廣應用的關鍵難題：解除氫燃料電池一氧化碳「中毒休克」危機，延長電池壽命，拓寬電池使用溫度環境，在寒冬也能正常啟動。
  • 中國學者研製出直徑僅1納米新型納米線催化劑
    中新網合肥12月4日電(記者 吳蘭)記者4日從中國科學技術大學獲悉，該校合肥微尺度物質科學國家研究中心曾傑教授課題組與湖南大學黃宏文教授合作，研製出一種新型納米線催化劑，該納米線的直徑僅有一納米。據介紹，這種兼具優異的催化活性和穩定性的質子交換膜燃料電池陰極催化劑，有望大幅降低未來電動汽車最理想電池的價格。相關成果近日發表在《美國化學會志》雜誌上。質子交換膜燃料電池具有零排放、能量效率高、功率可調等優點，是未來電動汽車中最理想的驅動電源，具有廣闊的市場前景。
  • 質子交換膜燃料電池陰極催化劑研究取得進展
    近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心和化學與材料科學學院教授曾傑課題組與湖南大學教授黃宏文合作，研製了一種兼具優異的催化活性及穩定性的質子交換膜燃料電池陰極催化劑。　　質子交換膜燃料電池具有零排放、能量效率高、功率可調等優點，是未來電動汽車中最理想的驅動電源，具有廣闊的市場前景。但是質子交換膜燃料電池的陰極端氧還原反應的動力學十分緩慢，需要使用大量貴金屬鉑納米催化劑作為電極催化劑來維持質子交換膜燃料電池的高效運轉，這使得質子交換膜燃料電池的成本十分高昂，限制了其大規模商業化應用。
  • 科學網—新型催化劑攻克氫燃料電池汽車應用難題
    本報訊（記者楊保國 通訊員範瓊）近日，中國科學技術大學教授路軍嶺、韋世強、楊金龍等所在的課題組密切合作,研製出一種新型催化劑
  • 質子交換膜燃料電池陰極催化劑研究取得重要進展
    近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心和化學與材料科學學院曾傑教授課題組與湖南大學黃宏文教授合作，研製了一種兼具優異的催化活性及穩定性的質子交換膜燃料電池陰極催化劑。質子交換膜燃料電池具有零排放、能量效率高、功率可調等優點，是未來電動汽車中最理想的驅動電源，具有廣闊的市場前景。但是質子交換膜燃料電池的陰極端氧還原反應的動力學十分緩慢，需要使用大量貴金屬鉑納米催化劑作為電極催化劑來維持質子交換膜燃料電池的高效運轉，這使得質子交換膜燃料電池的成本十分高昂，限制了其大規模商業化應用。
  • 氫氧燃料電池反應原理及工作原理
    1、離子膜氫氧燃料電池用陽離子交換膜作電解質的酸性燃料電池，現代採用全氟磺酸膜。電池放電時，在氧電極處生成水，通過燈芯將水吸出。這種電池在常溫下工作、結構緊湊、重量輕，但離子交換膜內阻較大，放電電流密度小。2、培根型燃料電池屬鹼性電池。