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湖大科研新進(jìn)展：電動(dòng)汽車高效燃料電池有了“價(jià)廉物美”的陰極催化劑

2019-11-05 18:31:41·  來源：湖南大學(xué)  
　
黃宏文教授課題組在能源轉(zhuǎn)換電催化領(lǐng)域取得系列進(jìn)展近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院黃宏文教授團(tuán)隊(duì)在能源轉(zhuǎn)換電催化領(lǐng)域取得系列進(jìn)展：黃宏文教授課題組，與美國阿
黃宏文教授課題組
在能源轉(zhuǎn)換電催化領(lǐng)域取得系列進(jìn)展
近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院黃宏文教授團(tuán)隊(duì)在能源轉(zhuǎn)換電催化領(lǐng)域取得系列進(jìn)展：黃宏文教授課題組，與美國阿克倫大學(xué)彭振猛教授合作，研制出了一種可用于質(zhì)子交換膜燃料電池陰極的新型催化劑。這種催化劑不僅兼具優(yōu)異的催化活性與耐久性，還便宜。這一成果的出現(xiàn)，將有望大大降低質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的商用成本，推動(dòng)該類高效燃料電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用。這一成果，日前發(fā)表于國際期刊《美國化學(xué)會(huì)志》雜志上。

質(zhì)子交換膜燃料電池清潔、高效，是下一代電動(dòng)汽車的理想驅(qū)動(dòng)電源。不過，這一電池技術(shù)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用尚存在一大障礙，即現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)它的陰極氧還原反應(yīng)，不得不使用大量貴金屬鉑作為電極催化劑。因此，如何研制出兼具高活性與耐久性的催化劑，降低貴金屬鉑的使用量，是領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)。

據(jù)悉，近年來有科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，鉑與過渡金屬形成的鉑基合金，也是一種提高催化劑活性的有效方法。不過，在燃料電池強(qiáng)腐蝕性電極環(huán)境的工況下，過渡金屬元素易被溶解析出，導(dǎo)致催化劑組分發(fā)生變化，影響催化劑的耐久性。


為解這一“尷尬”，黃宏文團(tuán)隊(duì)引入化學(xué)元素周期表主族的鎵金屬元素，研制出了新型的超細(xì)鉑鎵二元合金納米線催化劑。測(cè)試表明，該催化劑的質(zhì)量活性是目前商用鉑催化劑的10倍以上。同時(shí)，其在循環(huán)使用30000次后，質(zhì)量活性僅降低了15.8%。（商用鉑催化劑質(zhì)量活性損失為79.6%）。



而在將鉑鎵合金納米線作為陰極催化劑組裝成質(zhì)子交換膜燃料電池后，進(jìn)行的單電池測(cè)試結(jié)果也表明，其最大功率密度高于商用的鉑催化劑。從而再度證明了該種催化劑的“價(jià)廉物美”性。

來源 | 科技日?qǐng)?bào)
作者 | 俞慧友
編輯 | 徐明巧 
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