鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2019年03月17日
鐵鉑催化劑能在寒冷中保持燃料電池清潔
目前,燃料電池仍然受到昂貴、壽命短的鉑金催化劑的阻礙。中國(guó)科技大學(xué)合肥國(guó)家微觀物理科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教授表示,他們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型催化劑,找到了解決方案。通過(guò)迅速燃燒氫中的一氧化碳,選擇性地轉(zhuǎn)化為無(wú)害的二氧化碳,而且,它能在跨度很大的溫度范圍內(nèi)工作。
在為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力的技術(shù)競(jìng)賽中,電池目前正在超越燃料電池。鋰電池越來(lái)越便宜,而燃料電池仍然受到昂貴、壽命短的鉑金催化劑的阻礙。中國(guó)研究人員在?自然?雜志上發(fā)表的一篇報(bào)告指出,以一種新的形式添加更多的鉑金可能有助于燃料電池汽車迎頭趕上。
位于合肥的中國(guó)科技大學(xué)(USTC)的一個(gè)研究小組的報(bào)告顯示,中國(guó)正在追趕像日本和韓國(guó)等燃料電池行業(yè)的領(lǐng)軍者。中國(guó)汽車制造商已經(jīng)生產(chǎn)了世界上大部分的動(dòng)力電池,政府也希望看到他們?cè)谌剂想姵仡I(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。據(jù)英國(guó)?金融時(shí)報(bào)?報(bào)道,去年北京和地方政府為燃料電池汽車提供了124億美元的補(bǔ)貼。
鉑金催化劑驅(qū)動(dòng)質(zhì)子交換膜燃料電池(汽車上使用的那種)內(nèi)部的核心反應(yīng),以維持電池的電路—同樣的反應(yīng)產(chǎn)生出從汽車排氣管中滲出的水。中國(guó)科技大學(xué)合肥國(guó)家微觀物理科學(xué)實(shí)驗(yàn)的陸俊林(音譯)教授表示,他們已經(jīng)找到了一種方法來(lái)保護(hù)鉑金催化劑免受無(wú)處不在的一氧化碳的污染。它與鉑緊密結(jié)合,阻礙了催化作用。
一氧化碳的存在是因?yàn)榇蠖鄶?shù)氫燃料是由碳?xì)浠衔锶剂袭a(chǎn)生。即使經(jīng)過(guò)昂貴的凈化,氫燃料也含有高達(dá)0.2%的一氧化碳。隨著時(shí)間的推移,它依附在催化劑上,減緩燃料電池的反應(yīng),而每當(dāng)燃料電池汽車在寒冷的天氣啟動(dòng)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生類似“中毒”的雪球。陸教授表示:“即使是最高級(jí)別的氫,也含有微量的一氧化碳,最終會(huì)使燃料電池電極失去活性?!?/p>
陸教授和他的同事們通過(guò)設(shè)計(jì)一種新型催化劑找到了解決方案,這種催化劑是一種布滿氧化鐵的鉑粒子,它可以迅速燃燒氫中的一氧化碳。這種催化劑能選擇性地將一氧化碳轉(zhuǎn)化為無(wú)害的二氧化碳,而且最關(guān)鍵的是,它能在跨度很大的溫度范圍內(nèi)工作。他們的測(cè)試證實(shí)一氧化碳在-75到107攝氏度之間降低了200倍,他表示這比以前的一氧化碳選擇性催化劑有了巨大的進(jìn)步。陸教授表示:“在文獻(xiàn)中所有催化劑都只能在室溫下操作。”
在近期內(nèi),陸教授設(shè)想他們的催化劑可以延長(zhǎng)燃料電池汽車昂貴的燃料電池堆的使用壽命。他表示,在將來(lái),隨車攜帶的的燃料凈化可以讓人們以“所有人都能承受”的更低價(jià)格使用低等級(jí)的氫燃料。
加州理工學(xué)院(CaliforniaInstituteofTechnology)材料和工藝模擬中心主任,燃料電池催化劑設(shè)計(jì)師WilliamGoddard表示:“他們可能有一個(gè)很好的解決方案。這個(gè)方案看起來(lái)是有效的?!?/p>
也就是說(shuō),Goddard指出,隨著制氫從剝離化石燃料轉(zhuǎn)向利用可再生能源或核能對(duì)水進(jìn)行電解,一氧化碳問(wèn)題最終應(yīng)該會(huì)消失。他補(bǔ)充說(shuō),要使燃料電池汽車具有競(jìng)爭(zhēng)力,真正需要的是燃料電池堆中配備更便宜的催化劑。富含鉑金的電池堆促使豐田Mirai燃料電池轎車的售價(jià)高達(dá)8.5萬(wàn)美元。
中國(guó)政府似乎期望這一目標(biāo)將在未來(lái)十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。到2030年,中國(guó)政府計(jì)劃在中國(guó)的道路上投入行駛100萬(wàn)輛燃料電池汽車。據(jù)英國(guó)?金融時(shí)報(bào)?報(bào)道,為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),中國(guó)政府正為中國(guó)科技大學(xué)等國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)提供資金,并提供豐厚的補(bǔ)貼,以刺激中國(guó)企業(yè)的發(fā)展—每輛車最高可達(dá)3萬(wàn)美元,外加額外的地方補(bǔ)貼。
在過(guò)去的兩年中,有幾家中國(guó)公司購(gòu)買了外國(guó)燃料電池公司的股份,并成立了合資企業(yè)以獲取其先進(jìn)技術(shù)。最近,在2018年11月,中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車零部件制造商濰柴動(dòng)力收購(gòu)了加拿大燃料電池先驅(qū)巴拉德電力公司20%的股份。在另一項(xiàng)交易中,該公司收購(gòu)了英國(guó)燃料電池生產(chǎn)商CeresPower20%的股份。
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