制备更高效的氢燃料电池

apple

       氢燃料电池，就像见于一些“绿色”汽车的那种，都很有前途，可用作一种替代燃料源，但是，要使它们大规模实用，就需要有更高的效率和成本效益。

　　中佛罗里达大学（University of Central Florida）的研究小组发现了一种方法，可以克服这两个障碍。

　　大部分氢燃料电池都使用催化剂，这些催化剂的制备是采用昂贵的稀有金属，就是铂（platinum）。很少有替代材料，因为大多数元素不能承受燃料电池的高酸性溶剂，这些溶剂会出现于反应中，把氢的化学能转换成电能。只有四个元素可以抵御这种腐蚀过程，就是铂，铱（iridium），黄金（gold）和钯（palladium）。前两个是稀有和昂贵的，不适于大规模使用。其他两个又不能很好地适应化学反应。

       中佛罗里达大学谢尔盖·斯托尔波夫（Sergey Stolbov）教授和博士后研究助理马力索尔·阿尔坎塔拉·奥提高扎（Marisol Alcántara Ortigoza）集中努力，使黄金和钯更适合反应。

       他们创造了一种类似三明治的结构，分层放置更便宜更丰富的元素，以及黄金和钯等元素，这样可以使它更有效。

　　外面的单原子层（夹层的上层），要么是钯金，要么是黄金。它下面的一层可以提高能源转换率，但也可保护催化剂，隔开酸性环境。这两层放置在底部的夹层片上，底部夹层是一种廉价的基质，就是钨，它也有一种作用，就是稳定催化剂。

　　“我们非常受鼓舞，我们的最初研究表明，可以创造两种成本低而且高度活跃的钯和黄金催化剂，用于氢燃料电池，这是一种清洁的可再生能源，”斯托尔波夫说。

　　斯托尔波夫的研究发表在1月24日的《物理化学快报杂志》（The Journal of Physical Chemistry Letters）上，题为《合理设计有竞争力的电催化剂用于氢燃料电池》（Rational Design of Competitive Electrocatalysts for Hydrogen Fuel Cells）。

　　文章中说，创造了这些结构，就可以转换更多的能量，而且因为不使用昂贵的稀有金属，所以，成本就会显着降低。

　　斯托尔波夫说，需要实验验证他们的预测，但他说，这些方法是相当可靠的。他已联合美国能源部的一个研究小组，要确定这些结果是否可以复制，是否有可能进行大规模应用。

　　如果可以找到一种方法，使氢燃料电池可以实际使用，而且具有成本效益，那么，车辆行驶烧汽油而且破坏臭氧层，这就会成为历史了。

       来源: 麻省理工科技创业