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新能源汽车新型催化剂研制成功 延长电池寿命:亚博APP
发布时间:2021-03-10 00:46
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本文摘要:中国科技大学教授路军岭、韦世强、杨金龙等课题组密切合作,开发新型催化剂,克服新能源汽车氢燃料电池汽车普及应用的重要课题:解除氢燃料电池一氧化碳中毒休克危机,延长电池寿命,扩大电池使用温度环境该研究成果日前在线发表在国际权威学术期刊《自然》中。氢气被认为是未来最有前途的清洁能源之一。氢燃料电池利用氢和氧化学反应释放的化学能源转化为电能,无需燃烧,具有高能转换效率和零排放,是未来新能源清洁动力汽车的主要发展方向之一。

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中国科技大学教授路军岭、韦世强、杨金龙等课题组密切合作,开发新型催化剂,克服新能源汽车氢燃料电池汽车普及应用的重要课题:解除氢燃料电池一氧化碳中毒休克危机,延长电池寿命,扩大电池使用温度环境该研究成果日前在线发表在国际权威学术期刊《自然》中。氢气被认为是未来最有前途的清洁能源之一。氢燃料电池利用氢和氧化学反应释放的化学能源转化为电能,无需燃烧,具有高能转换效率和零排放,是未来新能源清洁动力汽车的主要发展方向之一。

然而,氢燃料电池的发展面临着许多挑战,其中一个重要问题是燃料电池铂电极的一氧化碳中毒。目前,氢主要来源于甲醇和天然气等碳氢化合物的蒸汽组和水煤气转换反应,因此产生的氢通常含有0.5%到2%的一氧化碳。作为氢燃料电池汽车的心脏,燃料电池白金电极容易被一氧化碳杂质气体毒害,电池性能下降和寿命缩短,严重阻碍了氢燃料电池汽车的普及。

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学术界看到的车载氢净化法是将特定的催化剂放置在燃料电池的入口处,在氢进入燃料电池之前,优先反应氢中的一氧化碳杂质气体和氧,避免一氧化碳杂质气体进入电池毒化电极。但是,现有的催化剂只能在高于室温和极窄的温度范围内工作,使氢燃料电池汽车在频繁冷启动期间得不到有效的保护,难以实用。路军岭团队设计了原子级分散在白金表面的氢氧化铁新型催化剂,该催化剂在198~380开尔文的温度范围内可以有100%的选择地有效地去除氢燃料中的微量一氧化碳。

因此,这种新型催化材料可以为氢燃料电池在频繁冷启动和连续运行期间提供全时保护,避免氢燃料电池中毒。这些发现可能大大加快氢燃料电池汽车时代的到来。路军岭表示,我们的最终目标是开发廉价、活性高、选择性高的一氧化碳优先氧化催化剂,提供机载燃料电池的全时保护,也提供工厂高纯氢制备的有效手段。一位审查者评论说:与文献报道的其他催化剂系统相比,这种倒置型单原子催化剂在富氢气氛一氧化碳优先氧化反应中的活性、选择性和稳定性最好。


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