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胎动频繁,普林斯顿大学发现铂替代品 或可研制更廉价的燃料电池-w88体育

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(图片来历:普林斯顿大学官网)

盖世轿车讯 众所周知,铂很贵重,也是电动轿车其间一种动力-氢燃料电池得以大规模运用的严峻妨碍之一,由于氢燃料电池需求运用铂。可是,据外媒报导,美国普林斯顿大学(Princeton University)生物和化学工程系教授Bruce E. Koel领导的研讨小组成功寻找了一种更廉价的铂资料代替品。研讨人员表明,找到了一种以铪为根底的化合物,作业功率约是铂资料的60%,可是本钱却仅为铂资料的五分之一左右。

燃料电池的作业原理是将存储在氢原子中的能量直接转化为电能。美国宇航局(NASA)长期以来,一向运用燃料电池为卫星以及其他太空使命供给动力,现在也开端用于电动轿车和公共轿车。氢是星球和世界中最简略、最丰厚的元素。

从最基本的来说,燃料电池经过将氢割裂成质子和电子来发电。质子流过膜与氧气结合构成水,带负电荷的电子流向燃料电池中带正电荷的电极,电子的活动便是燃料电池发生的电流,能为发动机或其他电子设备供给动力,可是割裂进程需求铂等资料作为催化剂。

催化剂也用在以氢气为燃料的燃料电池上,以发生氢气。在最理想、无化石燃料的情况下,可再生电能可在催化剂的协助下割裂水分子(两个氢原子和一个氧原子),将水分化成氧气和氢气,并且催化剂的功率越高,分化水所需的能量就越少。

有些先进的燃料电池,即可再生燃料电池就结合了上述两种反响。可是,现在大多数燃料电池依靠由独立体系发生的氢,变成氢燃料电池。可是,现在上述两种反响的最佳催化剂都是铂族贵金属。研讨人员以为铂很完美,铂族贵金属可快速、高效催化化学反响,提取氢气,并且此类金属能够接受此类反响所需的严苛的酸性条件。

可是问题在于铂既稀疏又很贵重,不过,研讨人员觉得用于电动轿车等的氢燃料电池并不需求铂这种完美的资料。研讨人员发现,氢氧化铪是一种很好的代替品,使用氮等离子体(等离子体是一种电离气体,可在荧光灯和太阳中找到的一种物质状况)进行处理,能够将氮原子吸入该资料。

此前,由于许多资料不具导电性因此遭到忽视。可是,研讨人员发现,用氮等离子体处理氧化铪会构成一层薄膜资料,此薄膜能够作为一种高活性催化剂,在强酸条件下也可存活。尽管此种以铪为根底的薄膜的功率只要铂的三分之二左右,可是价格却要廉价的多。研讨人员方案下一步测验锆,由于锆更廉价。

尽管此种资料十分合适用于燃料电池,可是研讨人员以为,此类资料在使用催化剂电化学分化水以产氢作为燃料的体系中最有价值。并且研讨人员着重,该发现无法在不久的将来完成价格低廉的新技术商业化。现在,制造该资料的进程十分复杂,并且仅限于实验室。尽管他们现已确认了此类薄膜的功能,可是仍是需求考虑到量产此类资料所需的工程技术。不过,该研讨为进一步探究铂代替资料打开了大门。

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