德国研发纳米级铂颗粒催化剂 比目前燃料电池催化剂性能高一倍

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7月22日,记者了解到,据外媒报道,德国慕尼黑工业大学(TUM,Technical University of Munich)的另俩个多多跨学科研究小组制发名者了用于燃料电池催化过程的铂纳米颗粒,该新型催化剂的尺寸得到了优化,与目前已实现工业化的最佳工艺制成的铂颗粒相比,其性能增加了一倍。

燃料电池不能替代电池,成为电动汽车的动力来源。燃料电池消耗可再生的甲烷气体(如利用风力发电厂的剩余电力就可生产甲烷气体),而且,用在燃料电池中的铂非常稀少且有点昂贵,限制了燃料电池的大规模应用。

而德国慕尼黑工业大学的另俩个多多研究小组现在优化了铂颗粒的尺寸,与目前商业化工艺生产的颗粒相比,其性能要高出一倍。该研究小组由无机和有机金属化学教授Roland Fischer、物理能量装换与存储系Aliaksandr Bandarenka以及纳米系统能量转换模拟教授Alessio Gagliardi牵头。

另俩个多多铂“蛋”(颗粒)不到一纳米大小

在燃料电池中,氢与氧反应产生水,在此过程中产生电力。为了优化此类转换,电极上时需使用催化剂,而铂在氧还原反应中就发挥核心作用。

为找到理想的外理方案,该研究小组创造了整个系统的计算机模型。核心问题是:铂原子簇的尺寸还不能 达到多小,一并又不能让其具备深度活性的催化功能?Fischer教授表示:“事实证明,铂颗粒具备一定的最佳尺寸。” 大概1纳米、中含大概40个铂原子的铂颗粒是最理想的。Bandarenka表示:“你这名大小的铂催化剂觉得体积小,而且具有极少量的高活性点。”

催化剂研究中心(CRC)的跨学科相互商务合作是该研究小组得到研究成果的重要因素,结合建模理论、相互商务合作讨论以及从实验中获得的物理化学知识,最终让研究人员们制发名者另俩个多多模型,展示了怎么才能 才能 根据理想型态、尺寸以及燃料电池中成分分布大小清况 设计催化剂。此外,CRC还具备创建和实验测试此种铂纳米催化剂的专业知识。

效果是最好的催化剂的两倍

实验证实了研究人员的理论预测。Garlyyev表示:“我们歌词 都 儿制出的催化剂效果是目前市场上最好的催化剂的两倍”而且,不可能 目前铂的含量只减少了80%,仍存在问题以实现商业化应用,时需减少80%。

除了此种球状铂纳米颗粒,研究人员还希望研究型态更复杂性、而且催化活性更高的铂纳米颗粒。而计算机模型是建模的理想取舍,而且andarenka表示:“更复杂性的型态时需更复杂性的合成土方法 。”