datasheet

技术突破!氢燃料电池催化剂最佳替代品诞生,成本可降低80%

2019-06-14来源: 互联网关键字:氢燃料电池  催化剂  白金

白金一克要价人民币193元左右,除了会出现在百货公司珠宝橱窗中,人们也可以在氢燃料电池催化剂原料清单中发现它们的身影,而这便是氢燃料电池价格高涨而不跌的原因。


不过最近普林斯顿大学(Princeton University)成功找到潜力替代品,成本只要白金催化剂的五分之一,未来或许有机会能降低电池成本。


技术突破!氢燃料电池催化剂最佳替代品诞生,成本可降低80%


氢燃料电池利用氢与氧的化学变化来产生电力,氢气会从燃料电池阳极进入,透过阳极催化剂分解成氢离子与电子,之后电子会经由外电路形成电流抵达阴极,氢气失去电子后,则会通过电解质到隔壁的阴极;阴极则是氧气进入的地方,氢离子、电子跟氧气会在阴极催化剂的帮助下产生反应与水。


不会排放任何废气,只会产生水与热,上述特性让氢燃料电池被视为化石燃料的替代能源之一,更是备受看好的电动车电力来源,可惜的是,做为催化剂的白金十分昂贵,地壳含量也不多,各界还无法大量採用氢燃料电池,虽然科学家也想过用其他金属、合金或是化合物来製作催化剂,但效能都比不上白金。


科学家在过去的实验中不断碰壁,合金催化剂的性能虽然一开始能超越白金,但过不久就会开始氧化且淋溶;若用较便宜的金属来当作催化剂,催化剂剂量得加大,反而让过多催化剂附著在电极上,进而降低能源效率。


对此,普林斯顿大学生物与化学工程教授 Bruce E. Koel 表示,白金催化剂近乎完美,电化学反应快又可以承受严苛的酸性条件,但其实替代品不需要像白金一样尽善尽美。


团队研究发现,过去从来没有注意过的低导电性材料,经过特殊处理后也能大变身,就好比氮电浆处理过的氧化铪(hafnium oxide),不仅能转变成薄膜材料,还能成为高活性、承受强酸的催化剂,或许是个不错的白金催化剂替代品。


研究测试指出,新型铪薄膜催化剂的效率虽然只有白金的 60%,但胜在成本低,为白金的五分之一,且除了能应用在氢燃料电池,还可以跨入电化学水分解製氢领域,合作企业 HiT Nano 科学家 Xiaofang Yang 指出,电解水製氢也是再生能源经济重要的一环,该研究重要性不言可喻。


团队未来也会考虑测试更便宜的锆,只不过这项研究是否能进一步降低氢燃料成本,现在可能还不好说,如今科学家还无法将新催化剂与研究带出实验室,也要考虑到大规模製造的成本。只能说科学家透过这项研究开闢另一种可能,Koel 指出,团队现在还不清楚研究的箇中道理,还要再持续研究材料的特殊性能。


目前研究已发表在《Nature Communications》。


关键字:氢燃料电池  催化剂  白金

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/ic464684.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:研究人员发现新型正极材料 有望让镁电池替代锂离子电池
下一篇:研究所研发新型“绕指柔”极薄双极板 电池生产更具效益

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

氢云研究:详解氢、锂技术路线社会成本,谁会主导未来汽车?

随着全球可持续发展理念的推进,我国环境保护及碳排放问题日益突出。同时极高的石油资源进口依存度也成为威胁我国国家能源安全的潜在风险因素。因此新能源汽车替代传统燃油汽车在我国势在必行。但替代性方案是什么?目前尚未有定论。目前比较主流的新能源汽车方案是锂电池纯电动汽车,经过近几十年发展,其技术成熟度有一定保证,并开始了量化生产进入市场。自2011年至2018年市场销量平均年增长率78.8%。但由于续航能力不足、基础设施及制造成本的限制,截至目前其乘用车市场占有率仍然不足5%。而且最近以来多起锂电池汽车起火事故更是引起社会公众对锂电池安全的担忧。而与此同时,氢燃料电池以其高能量密度及完全清洁能源使用过程,迅速吸引了整个社会的关注,成为
发表于 2019-06-19
氢云研究:详解氢、锂技术路线社会成本,谁会主导未来汽车?

氢燃料电池汽车安全吗?

前有纯电动汽车自燃频发,后有加氢站爆炸,在安全问题上,新能源汽车之路真是一点都不好走。6月10日,据挪威地方媒体报道,位于挪威首都奥斯陆郊外的一家氢燃料电池汽车(FCV)加氢站发生爆炸,导致该地区氢燃料供给中断,而爆炸产生的威力也使得附近的车辆安全气囊都爆了出来。不过好在,爆炸并未造成大规模人员伤亡,只有附近车辆内有两人因气囊爆出受伤,爆炸原因也正在调查中。可能没关注过这一领域的人并不知道,其实在此之前,加氢站等氢燃料配套设施的爆炸事件已经出现多起。今年5月,韩国江原道江陵市的一个氢燃料储存罐发生爆炸,共造成2人死亡,6人出现轻重程度不同的受伤。6月1日,美国加州圣塔克拉拉的一家化工厂的储氢罐泄露爆炸,导致当地氢燃料电池汽车的氢
发表于 2019-06-18
氢燃料电池汽车安全吗?

因挪威一加氢站爆炸已暂停氢燃料电池汽车销售

挪威一家氢燃料电池汽车(FCV)加氢站近日发生了爆炸,导致该地区氢燃料供给中断。 挪威媒体详细报道了此次事件,此次事件发生在挪威首都奥斯陆附近的桑维卡(Sandvika),造成附近一辆非FCV车辆的两名乘客受伤。   爆炸造成的巨大震动激活了车辆的安全气囊。 总部位于奥斯陆的Nel公司为该地区提供氢燃料补给等相关基础设施。目前,该公司已派出一个技术专家小组,与政府部门合作调查爆炸原因。与此同时,Nel也暂时停止在挪威、丹麦等国家的氢燃料供给业务。据报道,丰田、现代均已停止氢燃料汽车的销售,等待事故原因的调差结果。 据悉,就在不到两周前,加州一座化工厂也发生了氢爆炸事故,也对当地的氢
发表于 2019-06-17
因挪威一加氢站爆炸已暂停氢燃料电池汽车销售

“氢锂”相比,氢燃料电池优势几何?

近年来,我国对于燃料电池产业化的推动,坚定而又明确。氢燃料电池是未来国家发展能源结构的关键技术,当前,有利于氢燃料电池汽车发展的外部环境正在逐步形成,氢燃料电池领域正在成为行业新的发展方向。自2018年我国提高了对纯电动乘用车的补贴门槛、补贴力度也有所下降,然而对氢燃料电池汽车却持鼓励态度,补贴平稳且持续到2020年不实行补贴退坡。与此同时,上海、广州、武汉、西安、杭州等城市,也都纷纷出台了相关政策,支持氢燃料电池汽车的发展。那么,和锂电池相比,氢燃料电池有哪些优势?从技术层面上来讲,锂电池生产技术成熟、产业链完善、可以批量化生产,且生产成本较低,目前正处于规模效应扩大阶段。根据公开资料显示,锂电池造价成本低,商业化运作则较为成熟
发表于 2019-06-13

挪威加氢站爆炸,氢燃料电池汽车敲起安全警钟?

氢能源汽车,直到调查结果出来。尽管爆炸原因还在调查中,但可以预见的是,受此次加氢站爆炸事件影响,眼下炙手可热的氢燃料电池汽车产业或许将被踩下刹车。这起事故发生前不久,位于韩国江原道江陵市的一个氢燃料储存罐发生爆炸事故,共导致2人死亡,另有6人出现轻重程度不同的受伤。这些安全事故都增加了民众对加氢站、燃料电池车安全的质疑。据亿欧汽车了解,加氢站一般分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站。出于安全和技术考虑,国内已建成或运营的加氢站主要以外供氢为主,将工厂制好的氢气通过罐装车运输至加氢站进行补给,这也给储氢提出了更高的技术要求。在我国,虽然氢气位列《危险化学品目录》,但是对加氢站的国家管理标准目前还是空白,其建设审批和检查究竟是归管控危化品作业
发表于 2019-06-13
挪威加氢站爆炸,氢燃料电池汽车敲起安全警钟?

意大利研发最新进程:废轮胎焦炭可转化为高效燃料电池催化剂

意大利的一个研究小组已经将废物-轮胎热解的最低价值副产品-转化为用于碱性燃料电池和金属空气电池的高效氧还原反应(ORR)催化剂。关于他们工作的论文发表在“电源杂志”上。研究小组成员Passaponti等介绍称,内燃机动力车辆数量的急剧增长在很大程度上是由于温室气体排放和固体废物处理造成的环境问题。关于后者,废旧轮胎是一个长期存在且尚未解决的问题。目前,每年生产约15亿个废轮胎,仅包括欧洲就生产260万吨废轮胎。全世界80%以上的废旧轮胎产品集中在少数几个国家和地区,如美国、欧盟、中国、印度和日本等,这些地区已经实施了严格的协议和法规(例如欧盟指令31/1991)。应该提到的是,轮胎磨损状态下的质量基本上与它们的生产时相同。特别是
发表于 2019-05-05
意大利研发最新进程:废轮胎焦炭可转化为高效燃料电池催化剂

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved