蘇大研究提升甲醇燃料電池性能

近日
，《Nature Communications》雜誌發表了蘇州大學功能納米與軟物質研究院李彥光教授課題組關於鉑-氫氧化鎳-石墨烯三元複合材料的突破性研究成果
，該成果解決了傳統甲醇氧化催化劑的長期技術瓶頸。

李(li)彥(yan)光(guang)介(jie)紹(shao)，隨(sui)著(zhe)化(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)的(de)日(ri)益(yi)耗(hao)竭(jie)
，以(yi)及(ji)其(qi)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)帶(dai)來(lai)的(de)一(yi)係(xi)列(lie)環(huan)境(jing)問(wen)題(ti)，針(zhen)對(dui)新(xin)能(neng)源(yuan)的(de)研(yan)究(jiu)及(ji)推(tui)廣(guang)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)迫(po)切(qie)。直(zhi)接(jie)甲(jia)醇(chun)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)以(yi)甲(jia)醇(chun)作(zuo)為(wei)化(hua)學(xue)燃(ran)料(liao)
，通(tong)過(guo)催(cui)化(hua)劑(ji)能(neng)產(chan)生(sheng)電(dian)流(liu)，可(ke)用(yong)於(yu)驅(qu)動(dong)汽(qi)車(che)行(xing)駛(shi)等(deng)。相(xiang)對(dui)於(yu)常(chang)見(jian)的(de)氫(qing)氣(qi)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)

，甲(jia)醇(chun)作(zuo)為(wei)化(hua)學(xue)燃(ran)料(liao)具(ju)有(you)一(yi)些(xie)無(wu)可(ke)比(bi)擬(ni)的(de)優(you)點(dian)。“例如，它具有更高的能量密度，液態的甲醇較於氣態的氫氣更便於儲存和運輸。”但(dan)李(li)彥(yan)光(guang)坦(tan)言(yan)，由(you)於(yu)目(mu)前(qian)受(shou)到(dao)一(yi)係(xi)列(lie)技(ji)術(shu)瓶(ping)頸(jing)困(kun)擾(rao)，甲(jia)醇(chun)作(zuo)為(wei)化(hua)學(xue)燃(ran)料(liao)離(li)大(da)規(gui)模(mo)商(shang)業(ye)應(ying)用(yong)還(hai)有(you)一(yi)定(ding)距(ju)離(li)。其(qi)中(zhong)，最(zui)核(he)心(xin)的(de)問(wen)題(ti)是(shi)如(ru)何(he)設(she)計(ji)發(fa)展(zhan)有(you)效(xiao)的(de)陽(yang)極(ji)催(cui)化(hua)劑(ji)實(shi)現(xian)甲(jia)醇(chun)高(gao)效(xiao)穩(wen)定(ding)的(de)電(dian)催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)。

針對這一問題，李彥光課題組首次提出了利用非晶態氫氧化物作為鉑催化劑毒化的抑製劑


，製備合成了鉑-氫氧化鎳-石shi墨mo烯xi三san元yuan複fu合he材cai料liao作zuo為wei甲jia醇chun氧yang化hua催cui化hua劑ji。他ta們men發fa現xian，當dang非fei晶jing態tai氫qing氧yang化hua鎳nie以yi合he適shi的de比bi例li引yin入ru複fu合he材cai料liao時shi，催cui化hua劑ji對dui甲jia醇chun氧yang化hua中zhong間jian產chan物wu一yi氧yang化hua碳tan體ti現xian了le驚jing人ren的de耐nai受shou性xing。實shi驗yan結jie果guo表biao明ming，課ke題ti組zu製zhi成cheng的de三san元yuan複fu合he催cui化hua材cai料liao有you著zhe優you異yi的de催cui化hua活huo性xing。“相對於傳統鉑基催化劑而言

，其催化電流提升了一倍以上。”李彥光舉例說
，比如在相同量甲醇的情況下，之前的催化劑隻能產生10毫安電流
，現在卻能產生20毫安電流。在課題組的實驗室條件裏，這類催化材料實現了超過50萬秒的重複工作而活性不發生任何衰減，較先前所有文獻值提升了2-3個數量級。這項結果為將來直接甲醇燃料電池的廣泛應用打下了紮實的基礎。