最新研究:最大限度的利用燃料電池中的鉑

2020-12-04 東方財富網

電極催化是燃料電池能量轉換的關鍵因素。由於貴金屬如鉑被用作催化劑，提高效率是氫燃料電池的主要研究方向。

在Zuse- gemeinschaft的成員DECHEMA- forschungsinstitut (DECHEMA research institute)，科學家們與來自科學和工業領域的合作夥伴正在改進聚合物電解質燃料電池(PEMFCs)，以實現鉑的最佳利用。主要目的：防止貴金屬在使用過程中斷電。這應該通過在電極結構中儘可能地分散貴金屬，同時保持必要的穩定性來實現。研究人員不僅在電極上研究鉑的結構，還在碳基板上進行研究。研究小組負責人讓-弗朗索瓦？德裡萊解釋說：「如果碳太光滑，鉑顆粒就會聚集。」通過一種新型的中孔碳結構，研究人員想要達到這樣一個目標，即鉑粒子除了保持原來的形狀和特徵外，還要停留在它們應該停留的位置，甚至在運行數千小時之後也不會離開它們的初始位置。

DECHEMA研究所在聯合項目中的任務是開發滿足這些標準的鉑合金和碳。在製造碳的過程中，法蘭克福的研究人員選擇了一種工藝，包括促進碳的孔隙結構更靈活的配置，以作為鉑的基底。

原材料：一個問題領域

作為項目合作夥伴，薩爾大學正在進一步評估石墨烯類化合物等碳結構作為鉑催化劑載體的適用性。來自DECHEMA研究所和Saarland大學的材料正在Duisburg的另一個項目合作夥伴ZBT實驗室的燃料電池中進行測試。杜伊斯堡將加入分級催化劑層，以提高效率。

儘管燃料電池汽車對鉑的需求是個問題，但它並沒有支持內燃機的論點，因為今天的鉑金需求主要來自汽車行業的三元催化轉換器。具體來說，今天全世界每年使用的170噸加工鉑中，大約有95噸用於傳統的三元催化轉換器。

按照目前的技術，每輛85千瓦的電動發動機汽車平均需要30克鉑，因此，在今天的技術水平下，以傳統汽車的鉑用量計算僅能夠滿足約300萬輛燃料電池汽車的用量。這表明，提高鉑的使用效率的研究是多麼的重要。因此，回收鉑納米顆粒是研究和開發的另一個關鍵主題。由於資源短缺，電池和氫燃料電池的混合使用有助於未來的電氣化交通。

（文章來源：中國新能源網）

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