喬治亞理工與中國、沙特合作研發PEMFC多相催化劑

據蓋世汽車消息：據外媒報道，喬治亞理工學院的研究人員與中國
、沙特阿拉伯的同行們共同研發了一款多相催化劑（multi-phase catalyst），該產品符合理性設計（rationally designed）的要求
，可大幅提升最新款固體氧化物燃料電池陰極（solid oxide fuel cell cathode）的氧還原動力學（kinetics of oxygen reduction）。

該款催化劑適用於其他儲能及能量轉換係統，包括：金屬空氣電池、超級電容、電解器（electrolyzers）、染色敏化的太陽能電池（dye-sensitized solar cells）及光觸媒（photocatalysis）。

該款催化劑可被用作為塗層
，厚度僅為24納米
，內含兩款互聯納米技術方案。

首先，其納米顆粒物極易吸引氧原子，從而捕獲氧分子，使流入電子（inflowing electrons）能快速與之發生反應，從而減少楊分子，並將其分拆分為兩個單獨的氧離子（均為O2-）。然後

，所謂的氧空位（oxygen vacancies）將形成於納米顆粒物結構內，並吸附陽離子

，使後者進入催化劑的第二相（second phase）。

第二相是一款塗層
，其富含氧空位
，可使陽離子能快速穿過該塗層並抵達其最終位置。

氧離子能快速穿過並進入燃料電池後

，離子化氫（ionized hydrogen）或另一款給電子體（electron donor）（如甲烷或天然氣）jiangyuyanglizifashengfanying，ranhoushengchengshui，zuihoucongranliaodianchineiliuchu。ruoyangliziyujiawanfashengfanying，zehuipaichuchuneryanghuatan，gaiqitikebeibuhuobingjingxunhuanzailiyong
，zhongxinhuidaoranliaodianchinei。

在第一階段
，有兩種不同類型的納米顆粒物在活動（at work）。兩種納米顆粒物均含有鈷（cobalt），這兩類顆粒物還分別含有鋇（barium）及鐠（praseodymium）元素。

若欲使當前的燃料電池在高工況溫度（High operating temperatures）下xia使shi用yong，該gai燃ran料liao電dian池chi就jiu需xu內nei含han價jia格ge高gao昂ang的de防fang護hu塗tu層ceng及ji冷leng卻que材cai料liao。然ran而er，研yan究jiu人ren員yuan認ren為wei，該gai款kuan催cui化hua劑ji或huo有you助zhu於yu降jiang低di電dian池chi的de工gong況kuang溫wen度du，主zhu要yao得de益yi於yu該gai催cui化hua劑ji能neng降jiang低di當dang前qian燃ran料liao電dian池chi化hua學xue物wu質zhi的de固gu有you電dian阻zu（electrical resistance inherent），或許能借此降低其材料的總成本。

該催化劑在第二階段呈現晶格狀（lattice），其內含鋇、鐠、鈣及鈷（PBCC）元素。除催化功能外，PBCC塗層還能防止電池的陰極出現降解，從而縮短電池或類似設備的使用壽命。

最為關鍵的陰極材料包含鑭（lanthanum）、鍶（strontium）、鈷

、鐵（鑭鍶鈷鐵，LSCF）等金屬，上述材質已成為業內標配材料。

LSCF的(de)製(zhi)造(zao)體(ti)係(xi)已(yi)相(xiang)當(dang)完(wan)善(shan)
，若(ruo)為(wei)該(gai)類(lei)產(chan)品(pin)添(tian)加(jia)新(xin)款(kuan)催(cui)化(hua)劑(ji)，或(huo)許(xu)能(neng)實(shi)現(xian)上(shang)述(shu)功(gong)能(neng)。研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)還(hai)考(kao)慮(lv)采(cai)用(yong)全(quan)新(xin)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)材(cai)料(liao)，目(mu)前(qian)正(zheng)致(zhi)力(li)於(yu)研(yan)發(fa)另(ling)一(yi)款(kuan)催(cui)化(hua)劑(ji)，旨(zhi)在(zai)推(tui)動(dong)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)陽(yang)極(ji)的(de)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)。（本文圖片選自greencarcongress.com）。