質子交換膜燃料電池(PEMFC)通常被稱為“氫能庫”,是一種清潔能源,可從氫和氧氣中產生電力。具有高效率的獨特性,快速啟動,污染的釋放為零。他們有一份出色的合同,可以運輸可移植的電子設備和能源生產。不幸的是,PEMFC目前正在依靠稀有且昂貴的行星作為催化劑,使他們的廣泛接受無法做到。
但是,中國科學家團隊開發了一種催化劑,該催化劑為這些燃料電池使用高效率鋼,這可能會減少對鉑的依賴。新設計解釋說,“外部保護”有助於記錄長期效率和耐用性。
研究結果發表在 自然–
傳統的FE/NC催化劑傾向於依靠石墨蛋白或碳的外表面來支撐活動部位的開放並阻礙實際使用。通常,PEMFC還受到氧氣培養基的鍵太強的影響,不良反應以及在氧化環境中芬頓反應的風險(例如H,H,H,H2哦2 和·OH)導致金屬清潔和效率惡化
為了應對這些挑戰,由丹·王(Dan Wang)教授(目前在深圳大學)領導的研究小組和科學學院科學研究所的張·蘇濟(Zhang Sujiang)教授發起了原子鋼反應。每個納米空心顆粒約為10納米。 4納米的大小由原子集中在高密度上的多個殼組成。
該催化劑由大量在2D碳層中分離的納米蟲組成,其中大多數獨奏原子位置埋在Nanhom的彎曲表面內。納米霍姆斯外部的碳圖不僅能夠降低氧反應的強度。但也有助於降低自由基的生產速率,即“內部激活”微環境催化劑Fe/NC為PEMFC提供了無鉑(最有效的金屬基團)的PEMFC。
同步加速器X射線吸收光譜表明,這些特徵中的大多數都顯示出氧化狀態+2和FEN。4c10 Mössbauer光譜的配位結構證實,有57.9%的Fe位點在D1中以低速加速。
理論計算表明,增加的曲率僅加強衰減的中心與障礙之間的關係,這將有助於減少反應加速活動。然而,引入具有空氮的碳外樹皮對於在外層的外層和果皮內部的氧氣之間排出靜電(0.63-1.55 eV)是顯著的。這種驅動會導致捕獲的強度降低,從而導致線性大小調整為ΔG的關係。*哦ΔG*o和ΔG*哦並有助於顯著提高反應的效率
根據這項研究,催化劑實現了氧氣的成功,使其超過0.34 V,這比平面結構更好。它還暫停了過氧化氫的形成並改善了選擇和耐用性。另外,能量的功率密度為0.75 w cm。-2 小於1.0 bar h2– 連續操作超過300小時後,有86%的活動的空氣
這項工作創建了一種新的CS FE/NC,用於加速反應,該反應在圖外的NC燃料電池中高度活躍且耐用,從而導致氧結合的強度並抑制氧氣產生,從而有效地產生氧氣。它具有用於開發下一個電催化劑高端效應的新範式