更好的燃料電池新催化劑

DGIST能源材料科學(xué)家Sangaraju Shanmugam及其團隊為PEMFC開發(fā)了活性和耐用的催化劑，可降低整個系統(tǒng)的制造成本。研究人員得出結(jié)論，二氧化鈰可被認為是有前途的材料，用于在氮摻雜碳納米棒上使用鈷，以生產(chǎn)穩(wěn)定的催化劑，在PEMFC和相關(guān)設(shè)備中具有增強的電化學(xué)活性。

Sangaraju Shanmugam教授（左）和博士。學(xué)生Arumugam Sivanantham（右）。圖片來源：大邱慶北科技學(xué)院（DGIST）
根據(jù)Applied Catalysis B：Environmental雜志發(fā)表的一項研究，大邱慶北科學(xué)技術(shù)研究所（DGIST）的研究人員已開發(fā)出可降低清潔能源燃料電池總成本的納米催化劑。


聚合物電解質(zhì)膜燃料電池（PEMFC）將氫燃料和氧氣之間的反應(yīng)過程中產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。雖然PEMFC是一種有前途的清潔能源，它是獨立的和可移動的，就像美國航天飛機上使用的堿性燃料電池一樣，但它們目前依賴昂貴的材料。但用于催化這些化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)會降解，從而引起人們對可重用性和可行性的擔(dān)憂。

DGIST能源材料科學(xué)家Sangaraju Shanmugam及其團隊為PEMFC開發(fā)了活性和耐用的催化劑，可降低整體制造成本。催化劑為氮摻雜碳納米棒，表面具有二氧化鈰和鈷納米顆粒; 基本上，含有氮，鈷和二氧化鈰的碳納米棒。二氧化鈰（CeO 2）是鈰和氧的組合，是一種廉價且環(huán)保的半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的氧還原能力。

使用稱為靜電紡絲的技術(shù)制造纖維，其中將高電壓施加到液滴上，形成帶電液體射流，然后將中間干燥成均勻的納米尺寸顆粒。研究人員的分析證實，二氧化鈰和鈷顆粒均勻分布在碳納米棒中，催化劑具有增強的發(fā)電能力。

發(fā)現(xiàn)氮摻雜的碳納米棒催化劑上的二氧化鈰負載的鈷比僅含鈷的氮摻雜的碳納米棒和鉑/碳更有活性和耐用性。他們在能量轉(zhuǎn)換和儲存的兩種重要類型的化學(xué)反應(yīng)中進行了探索：氧還原和氧氣釋放反應(yīng)。

研究人員得出結(jié)論，二氧化鈰可被認為是有前途的材料，用于在氮摻雜碳納米棒上使用鈷，以生產(chǎn)穩(wěn)定的催化劑，在PEMFC和相關(guān)設(shè)備中具有增強的電化學(xué)活性