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(tuán)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(rèn)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(tuán)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(fù)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(jìn)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(rèn)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