鉅大LARGE | 點擊量：538次 | 2022年03月01日
燃料動力電池多項催化劑或?qū)⒈谎邪l(fā)
據(jù)外媒報道，喬治亞理工學院的研究人員與中國、沙特阿拉伯的同行們共同研發(fā)了一款多相催化劑（multi-phasecatalyst），該產(chǎn)品符合理性設計（rationallydesigned）的要求，可大幅提升最新款固體氧化物燃料電池陰極（solidoxidefuelcellcathode）的氧還原動力學（kineticsofoxygenreduction）。
該款催化劑適用于其他儲能及能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括：金屬空氣電池、超級電容、電解器（electrolyzers）、染色敏化的太陽能電池（dye-sensitizedsolarcells）及光觸媒（photocatalysis）。
該款催化劑可被用作為涂層，厚度僅為24納米，內(nèi)含兩款互聯(lián)納米技術(shù)方案。
首先，其納米顆粒物極易吸引氧原子，從而捕獲氧分子，使流入電子（inflowingelectrons）能快速與之發(fā)生反應，從而減少楊分子，并將其分拆分為兩個單獨的氧離子（均為O2-）。然后，所謂的氧空位（oxygenvacancies）將形成于納米顆粒物結(jié)構(gòu)內(nèi)，并吸附陽離子，使后者進入催化劑的第二相（secondphase）。
第二相是一款涂層，其富含氧空位，可使陽離子能快速穿過該涂層并抵達其最終位置。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
氧離子能快速穿過并進入燃料電池后，離子化氫（ionizedhydrogen）或另一款給電子體（electrondonor）（如甲烷或天然氣）將與陽離子發(fā)生反應，然后生成水，最后從燃料電池內(nèi)流出。若氧離子與甲烷發(fā)生反應，則會排出純二氧化碳，該氣體可被捕獲并經(jīng)循環(huán)再利用，重新回到燃料電池內(nèi)。
在第一階段，有兩種不同類型的納米顆粒物在活動（atwork）。兩種納米顆粒物均含有鈷（cobalt），這兩類顆粒物還分別含有鋇（barium）及鐠（praseodymium）元素。
若欲使當前的燃料電池在高工況溫度（Highoperatingtemperatures）下使用，該燃料電池就需內(nèi)含價格高昂的防護涂層及冷卻材料。然而，研究人員認為，該款催化劑或有助于降低電池的工況溫度，主要得益于該催化劑能降低當前燃料電池化學物質(zhì)的固有電阻（electricalresistanceinherent），或許能借此降低其材料的總成本。
該催化劑在第二階段呈現(xiàn)晶格狀（lattice），其內(nèi)含鋇、鐠、鈣及鈷（PBCC）元素。除催化功能外，PBCC涂層還能防止電池的陰極出現(xiàn)降解，從而縮短電池或類似設備的使用壽命。
最為關鍵的陰極材料包含鑭（lanthanum）、鍶（strontium）、鈷、鐵（鑭鍶鈷鐵，LSCF）等金屬，上述材質(zhì)已成為業(yè)內(nèi)標配材料。
LSCF的制造體系已相當完善，若為該類產(chǎn)品添加新款催化劑，或許能實現(xiàn)上述功能。研究人員還考慮采用全新的催化劑材料，目前正致力于研發(fā)另一款催化劑，旨在推動燃料電池陽極的氧化反應。（本文圖片選自greencarcongress.com）。
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