氫燃料電池汽車新型催化劑設計

據國外網站報道：隸屬於UNIST的(de)一(yi)項(xiang)研(yan)究(jiu)提(ti)出(chu)了(le)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)催(cui)化(hua)劑(ji)，實(shi)現(xian)了(le)用(yong)非(fei)貴(gui)金(jin)屬(shu)替(ti)代(dai)貴(gui)金(jin)屬(shu)鉑(bo)基(ji)催(cui)化(hua)劑(ji)。目(mu)前(qian)
，此(ci)項(xiang)技(ji)術(shu)已(yi)被(bei)應(ying)用(yong)於(yu)氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)中(zhong)。十(shi)一(yi)月(yue)份(fen)出(chu)版(ban)的(de)美(mei)國(guo)化(hua)學(xue)社(she)會(hui)期(qi)刊(kan)中(zhong)發(fa)表(biao)了(le)此(ci)項(xiang)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)
，來(lai)自(zi)能(neng)源(yuan)與(yu)化(hua)學(xue)工(gong)程(cheng)的(de) Sang Hoon Joo 教授和他的團隊設計出一種新型合成策略，提高了Fe-N/C催化劑的催化活性，這種新型催化劑可以應用在低成本氫燃料電池中。

我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)
，氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)通(tong)過(guo)氫(qing)氣(qi)和(he)氧(yang)氣(qi)間(jian)的(de)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)釋(shi)放(fang)電(dian)能(neng)
，反(fan)應(ying)中(zhong)產(chan)生(sheng)副(fu)產(chan)物(wu)水(shui)。目(mu)前(qian)商(shang)業(ye)化(hua)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)是(shi)貴(gui)金(jin)屬(shu)鉑(bo)催(cui)化(hua)劑(ji)，單(dan)價(jia)超(chao)過(guo)了(le)40美元每克，如此高昂的價格嚴重限製了燃料電池的商業化。

研究團隊試圖研製出一種不使用貴金屬的高性能催化劑
，從而取代目前最先進的貴金屬鉑基催化劑。低成本、高性能的Fe-N/C催化劑成為研究的核心。在製造碳基摻雜催化劑的過程中，為了得到高的催化活性，通常需要在超過700sheshidudegaowenxiaduiyuanliaojinxingrechuli。danshifanshiyouliyejiuyoubi，zaijingguogaowenrechulidetongshiyejianshaolecuihuajidehuoxingbuweishu。zhenduizheyiquexian，yanjiutuanduiyinrule‘二氧化矽保護層’改進方法。添加的矽層可以有效的保護活性部位不被高溫破壞。這種由二氧化矽保護層包覆Fe-N/C催化劑具有鉑金屬催化劑相當的高氧還原反應活性。

研yan發fa團tuan隊dui將jiang他ta們men設she計ji的de催cui化hua劑ji用yong作zuo堿jian性xing膜mo燃ran料liao電dian池chi負fu極ji催cui化hua劑ji，實shi現xian了le很hen高gao的de催cui化hua性xing能neng。他ta們men還hai將jiang這zhe種zhong新xin型xing催cui化hua劑ji應ying用yong在zai質zhi子zi交jiao換huan膜mo燃ran料liao電dian池chi中zhong，同tong樣yang也ye得de到dao了le很hen高gao的de催cui化hua活huo性xing。實shi驗yan測ce試shi結jie果guo表biao明ming電dian流liu密mi度du達da到dao了le320Acm-3,此結果已超過了美國能源部設定的2020年非貴金屬催化劑的電流密度目標300Acm-3.