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韓國浦項科技大學研究人員解決一項車用燃料電池耐久性問題
2020-07-17 23:51:51· 來源：hydrogenfuelcellinfo
韓國浦項科技大學研究人員解決一項車用燃料電池耐久性問題當一輛自行車在大雨中被淋濕后，自行車框架和鏈條就會變得生銹，或被雨水腐蝕，從而縮短了自行車的壽命
韓國浦項科技大學研究人員解決一項車用燃料電池耐久性問題
當一輛自行車在大雨中被淋濕后，自行車框架和鏈條就會變得生銹，或被雨水腐蝕，從而縮短了自行車的壽命。需要定期給自行車涂上潤滑油才能防止這種情況的發(fā)生。電池，一種通過電子分別觸發(fā)氧化和還原反應來產(chǎn)生電力的裝置。但它們經(jīng)常暴露在氧氣中，也會被腐蝕。那么給這些電池涂上潤滑油可防止它們生銹嗎？
來自韓國浦項科技大學材料科學工程專業(yè)教授Yong-Tae Kim和博士生Sang Moon Jung的研究小組，使用了一種催化劑，Pt/HxWO3，這種催化劑結(jié)合了鉑金和鎢青銅，解決了氫能燃料電池汽車關閉時，燃料電池腐蝕的問題。有關這種催化劑的文章最近在《自然》的姊妹雜志《自然催化》上發(fā)表，已證明此催化劑可促進氫氧化和有選擇性的抑制氧還原反應。
燃料電池是氫能燃料電池汽車的核心，隨著環(huán)保的氫能燃料電池汽車變得越來越普及，在全球各地對提升燃料電池性能的研究，競爭也變得越來越激烈。燃料電池一旦啟動，就不會停止，因其間歇性的停止，會導致汽車用燃料電池性能大幅降低。這是因為當關閉點火時，由于空氣暫時被引入陽極而發(fā)生氧還原反應，陰極的電勢瞬時升高，造成陰極成分的腐蝕加速。
研究團隊專注于金屬絕緣體轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，該現(xiàn)象可根據(jù)周圍環(huán)境有選擇性的改變材料的電導率，解決車用燃料電池耐久性下降的問題。
研究團隊專注于傳統(tǒng)上用作電致變色材料的氧化鎢WO3，因為它能過質(zhì)子的插入和還原，極大的改變電導率。在正常的操作中對WO3的應用，金屬絕緣體轉(zhuǎn)變現(xiàn)象MIT，會導致電極反應，同時通過插入質(zhì)子保持H-WO3的導體狀態(tài)。相反，當停止點火時，將吸入混合的空氣，該混合空氣會增加氧氣的壓力而將其變?yōu)閃O3子導體，從而停止了電極反應，解決了陰極的腐蝕問題。
在車用燃料電池MEA的評估中，金屬絕緣體轉(zhuǎn)變現(xiàn)象引起的Pt/HxWO3選擇性氧化反應HOR，催化劑在停機條件下的耐用性是傳統(tǒng)Pt/C催化劑材料的2倍以上。
Professor Yong-Tae Kim who led the research commented, "This research has dramatically improved the durability of automotive fuel cells." He added, "It is anticipated that the commercialization of hydrogen cars may be further facilitated through these findings."
負責這項研究的Yong-Tae Kim教授評論說：“這項研究極大的改善了車用燃料電池的耐久性。通過這些研究發(fā)現(xiàn)，將會進一步促進氫能汽車的商業(yè)化應用”。
當一輛自行車在大雨中被淋濕后，自行車框架和鏈條就會變得生銹，或被雨水腐蝕，從而縮短了自行車的壽命。需要定期給自行車涂上潤滑油才能防止這種情況的發(fā)生。電池，一種通過電子分別觸發(fā)氧化和還原反應來產(chǎn)生電力的裝置。但它們經(jīng)常暴露在氧氣中，也會被腐蝕。那么給這些電池涂上潤滑油可防止它們生銹嗎？
來自韓國浦項科技大學材料科學工程專業(yè)教授Yong-Tae Kim和博士生Sang Moon Jung的研究小組，使用了一種催化劑，Pt/HxWO3，這種催化劑結(jié)合了鉑金和鎢青銅，解決了氫能燃料電池汽車關閉時，燃料電池腐蝕的問題。有關這種催化劑的文章最近在《自然》的姊妹雜志《自然催化》上發(fā)表，已證明此催化劑可促進氫氧化和有選擇性的抑制氧還原反應。
燃料電池是氫能燃料電池汽車的核心，隨著環(huán)保的氫能燃料電池汽車變得越來越普及，在全球各地對提升燃料電池性能的研究，競爭也變得越來越激烈。燃料電池一旦啟動，就不會停止，因其間歇性的停止，會導致汽車用燃料電池性能大幅降低。這是因為當關閉點火時，由于空氣暫時被引入陽極而發(fā)生氧還原反應，陰極的電勢瞬時升高，造成陰極成分的腐蝕加速。
研究團隊專注于金屬絕緣體轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，該現(xiàn)象可根據(jù)周圍環(huán)境有選擇性的改變材料的電導率，解決車用燃料電池耐久性下降的問題。
研究團隊專注于傳統(tǒng)上用作電致變色材料的氧化鎢WO3，因為它能過質(zhì)子的插入和還原，極大的改變電導率。在正常的操作中對WO3的應用，金屬絕緣體轉(zhuǎn)變現(xiàn)象MIT，會導致電極反應，同時通過插入質(zhì)子保持H-WO3的導體狀態(tài)。相反，當停止點火時，將吸入混合的空氣，該混合空氣會增加氧氣的壓力而將其變?yōu)閃O3子導體，從而停止了電極反應，解決了陰極的腐蝕問題。
在車用燃料電池MEA的評估中，金屬絕緣體轉(zhuǎn)變現(xiàn)象引起的Pt/HxWO3選擇性氧化反應HOR，催化劑在停機條件下的耐用性是傳統(tǒng)Pt/C催化劑材料的2倍以上。
Professor Yong-Tae Kim who led the research commented, "This research has dramatically improved the durability of automotive fuel cells." He added, "It is anticipated that the commercialization of hydrogen cars may be further facilitated through these findings."
負責這項研究的Yong-Tae Kim教授評論說：“這項研究極大的改善了車用燃料電池的耐久性。通過這些研究發(fā)現(xiàn)，將會進一步促進氫能汽車的商業(yè)化應用”。
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