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蘇大研究成果提升甲醇燃料電池性能

來源：江蘇科技報

發(fā)布時間：2015-12-09 17:20:58

   近日，《Nature Communications》雜志在線發(fā)表了蘇州大學功能納米與軟物質(zhì)研究院李彥光教授課題組，關于鉑-氫氧化鎳-石墨烯三元復合材料的突破性研究成果，該成果解決了傳統(tǒng)甲醇氧化催化劑的長期技術瓶頸。

  李彥光介紹，隨著化石能源的日益耗竭，以及其使用過程中帶來的一系列環(huán)境問題，針對新能源的研究及推廣變得越來越迫切。直接甲醇燃料電池以甲醇作為化學燃料，，通過催化劑能產(chǎn)生電流，可用于驅(qū)動汽車行駛等。相對于常見的氫氣燃料電池，甲醇作為化學燃料具有一些無可比擬的優(yōu)點。“例如，它具有更高的能量密度，液態(tài)的甲醇較于氣態(tài)的氫氣更便于儲存和運輸。”但李彥光坦言，由于目前受到一系列技術瓶頸困擾，甲醇作為化學燃料離大規(guī)模商業(yè)應用還有一定距離。其中，最核心的問題是如何設計發(fā)展有效的陽極催化劑實現(xiàn)甲醇高效穩(wěn)定的電催化氧化。

  針對這一問題，李彥光課題組首次提出了利用非晶態(tài)氫氧化物作為鉑催化劑毒化的抑制劑，制備合成了鉑-氫氧化鎳-石墨烯三元復合材料作為甲醇氧化催化劑。他們發(fā)現(xiàn)，當非晶態(tài)氫氧化鎳以合適的比例引入復合材料時，催化劑對甲醇氧化中間產(chǎn)物一氧化碳體現(xiàn)了驚人的耐受性。實驗結(jié)果表明，課題組制成的三元復合催化材料有著優(yōu)異的催化活性。“相對于傳統(tǒng)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，之前的催化劑只能產(chǎn)生10毫安電流，現(xiàn)在卻能產(chǎn)生20毫安電流。在課題組的實驗室條件里，這類催化材料實現(xiàn)了超過50萬秒的重復工作而活性不發(fā)生任何衰減，較先前所有文獻值提升了2-3個數(shù)量級。這項結(jié)果為將來直接甲醇燃料電池的廣泛應用打下了扎實的基礎。

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