2026-04-13 17:42:16
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中佛羅裏達大學的謝爾蓋•斯托爾波夫教授。
氫燃料電池,就像見於一些“綠色”汽車的那種,都很有前途,可用作一種替代燃料源,但是,要使它們大規模實用,就需要有更高的效率和成本效益。中佛羅裏達大學(University of Central Florida)的研究小組發現了一種方法,可以克服這兩個障礙。
大部分氫燃料電池都使用催化劑,這些催化劑的製備是采用昂貴的稀有金屬,就是鉑(platinum)。很(hen)少(shao)有(you)替(ti)代(dai)材(cai)料(liao),因(yin)為(wei)大(da)多(duo)數(shu)元(yuan)素(su)不(bu)能(neng)承(cheng)受(shou)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)高(gao)酸(suan)性(xing)溶(rong)劑(ji),這(zhe)些(xie)溶(rong)劑(ji)會(hui)出(chu)現(xian)於(yu)反(fan)應(ying)中(zhong),把(ba)氫(qing)的(de)化(hua)學(xue)能(neng)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)電(dian)能(neng)。隻(zhi)有(you)四(si)個(ge)元(yuan)素(su)可(ke)以(yi)抵(di)禦(yu)這(zhe)種(zhong)腐(fu)蝕(shi)過(guo)程(cheng),就(jiu)是(shi)鉑(bo),銥(yi)(iridium),黃金(gold)和鈀(palladium)。前兩個是稀有和昂貴的,不適於大規模使用。其他兩個又不能很好地適應化學反應。
中佛羅裏達大學謝爾蓋•斯托爾波夫(Sergey Stolbov)教授和博士後研究助理馬力索爾•阿爾坎塔拉•奧提高紮(Marisol Alcántara Ortigoza)集中努力,使黃金和鈀更適合反應。
他們創造了一種類似三明治的結構,以及黃金和鈀等元素,這樣可以使它更有效。
外麵的單原子層(夾層的上層),要(yao)麼(me)是(shi)鈀(ba)金(jin),要(yao)麼(me)是(shi)黃(huang)金(jin)。它(ta)下(xia)麵(mian)的(de)一(yi)層(ceng)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)能(neng)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)率(lv),但(dan)也(ye)可(ke)保(bao)護(hu)催(cui)化(hua)劑(ji),隔(ge)開(kai)酸(suan)性(xing)環(huan)境(jing)。這(zhe)兩(liang)層(ceng)放(fang)置(zhi)在(zai)底(di)部(bu)的(de)夾(jia)層(ceng)片(pian)上(shang),底(di)部(bu)夾(jia)層(ceng)是(shi)一(yi)種(zhong)廉(lian)價(jia)的(de)基(ji)質(zhi),就(jiu)是(shi)鎢(wu),它(ta)也(ye)有(you)一(yi)種(zhong)作(zuo)用(yong),就(jiu)是(shi)穩(wen)定(ding)催(cui)化(hua)劑(ji)。
“womenfeichangshouguwu,womendezuichuyanjiubiaoming,keyichuangzaoliangzhongchengbendierqiegaoduhuoyuedebahehuangjincuihuaji,yongyuqingranliaodianchi,zheshiyizhongqingjiedekezaishengnengyuan,”斯托爾波夫說。
斯托爾波夫的研究發表在1月24日的《物理化學快報雜誌》(The Journal of Physical Chemistry Letters)上,題為《合理設計有競爭力的電催化劑用於氫燃料電池》(Rational Design of Competitive Electrocatalysts for Hydrogen Fuel Cells)。
文章中說,創造了這些結構,就可以轉換更多的能量,而且因為不使用昂貴的稀有金屬,所以,成本就會顯著降低。
斯si托tuo爾er波bo夫fu說shuo,需xu要yao實shi驗yan驗yan證zheng他ta們men的de預yu測ce,但dan他ta說shuo,這zhe些xie方fang法fa是shi相xiang當dang可ke靠kao的de。他ta已yi聯lian合he美mei國guo能neng源yuan部bu的de一yi個ge研yan究jiu小xiao組zu,要yao確que定ding這zhe些xie結jie果guo是shi否fou可ke以yi複fu製zhi,是shi否fou有you可ke能neng進jin行xing大da規gui模mo應ying用yong。
如(ru)果(guo)可(ke)以(yi)找(zhao)到(dao)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa),使(shi)氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)可(ke)以(yi)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong),而(er)且(qie)具(ju)有(you)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi),那(na)麼(me),車(che)輛(liang)行(xing)駛(shi)燒(shao)汽(qi)油(you)而(er)且(qie)破(po)壞(huai)臭(chou)氧(yang)層(ceng),這(zhe)就(jiu)會(hui)成(cheng)為(wei)曆(li)史(shi)了(le)。