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环球资讯:莱顿大学发现新方法 提高氢燃料电池的效率
时间:2022-07-14 10:04:04


(资料图片)

盖世汽车讯 据外媒报道,莱顿大学(Leiden University)的研究人员Marc Koper等人通过探讨氧还原反应发现了一种全新的方法,用以改进氢燃料电池。

(图片来源:莱顿大学)

目前的氢驱动技术存在两个主要问题。首先,燃料电池需要使用较多的稀有金属铂。其次,将氧气转化为水的反应部分,即所谓的氧还原反应,必须提高效率。

多年来,研究人员一直认为,只有一种方法可以使氧还原反应更有效。在燃料电池中,正极上有许多小的铂颗粒,氧在这里分解成氧原子与铂结合,这些原子进一步反应形成最终产物水。Koper表示:“目前的理论是,必须寻找一种结合氧原子能力不那么强的正极。而且,这是唯一让氧还原更容易的办法。丰田使用的正极中含有铂和一些钴。钴有助于削弱氧与铂的结合,所以这个理论很有效。

然而,Koper教授认为,寻找更好的正极来降低氧的结合强度,并不那么令人兴奋。“从科学的角度来说,利用钴与铂的最佳比例来微调正极,并没有太大的价值。”

Koper开始研究电解液构成,即分离正极和负极之间的介质,想看看会发生什么。电解液中含有一定浓度的负电荷离子,即阴离子。研究人员实验了不同浓度的阴离子。

研究人员发现,氧的还原速度有时比预期的要快,尽管氧与正极的结合似乎更强。因此,以往认为只有使用较弱的氧键才能实现更有效的氧还原,这一观点是不正确的。电解液中的阴离子似乎影响了氧还原反应中的另一个过程,也就是那些与铂结合的氧原子很容易转化为氢氧根(OH-),这是生成水前的最后一步。这给了研究人员新的启示,与以往的观点有本质上的不同。

由此可看,实现更高效氢电池的途径不是只有一条,而是至少有两条。Koper主要想了解分子水平上发生的事情,以及为什么这些阴离子扮演着如此重要的角色。“现在,这种新见解主要是提出了新的问题。我们必须去找出到底发生了什么。”

关键词: Koper

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