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新的研究表明,以特定方式製造的石墨烯可以用來製造更耐用的汽車氫燃料電池
科學家通過一種特殊的、可擴展的技術生產石墨烯,並利用它開發氫燃料電池催化劑。由倫敦瑪麗皇后大學和倫敦大學學院(UCL)的科學家參與的研究小組表明,這種新型石墨烯催化劑比商用催化劑更耐用,而且性能也更匹配。
氫燃料電池通過將氫和氧與催化劑相結合,將化學能轉化為電能。由於水是反應生成的唯一的一個產品,它們提供了高效、環保的電源。
鉑金是這些燃料電池中使用最廣泛的催化劑,但其高成本是氫燃料電池商業化的一大問題。為了解決這個問題,商業催化劑通常是通過將微小的納米顆粒的鉑金裝飾在更便宜的碳支持上,然而材料的耐久性差大大降低了當前燃料電池的使用壽命。
先前的研究表明,石墨烯由於其耐腐蝕性、高表面積和高導電性,是燃料電池的理想支撐材料。然而,迄今為止大多數實驗中使用的石墨烯都含有許多缺陷,這意味著預測的電阻尚未達到預期改善。
研究中描述的技術在一罐合成中生產用鉑納米粒子裝飾的高質量石墨烯。該工藝可擴大規模生產,開放石墨烯催化劑用於廣泛的能源應用。
UCL電化學工程教授Dan Brett教授說:&34;DoE設定了燃料電池耐久性的測試和目標,一個加速壓力測試來模擬正常工作條件,一個用於模擬啟動和關閉燃料電池時經歷的高壓測試。石墨烯空間中的大多數研究僅使用推薦的測試之一進行評估。然而,由於我們的材料中具有高質量的石墨烯,我們在測試和長時間測試中都實現了高耐用性,這對這些材料的未來商業化非常重要。我們期待將我們的新催化劑融入商業技術,並實現更長壽命的燃料電池的優勢。
石墨烯由一層碳原子製成,這些碳原子排列在六邊形晶格中。儘管石墨烯的結構相對簡單,但被認為具有高導電性、高透明度和高靈活性等顯著性能。
倫敦瑪麗女王大學可再生能源講師Patrick Cullen博士說:&34;神奇材料"的一些消極情緒。許多關於石墨烯的研究都使用有缺陷的石墨烯版本,這一觀點對此沒有幫助。我們希望本文能夠恢復對石墨烯的信心,並表明這種材料在改進技術(如燃料電池)方面具有巨大的潛力, 如現在和將來。