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更优秀的燃料电池材料被开发出来 | |
| 发布时间:2012-09-19 来源: 阅读次数: | |
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燃料电池是一种能够被作为电力资源使用并且能够为电力设备、汽车、军事飞行器和设备提供能量的充满前景的技术，一个燃料电池可以通过跟氧进行的化学反应将氢燃料中的化学能量转化为电力，只要拥有燃料供应，燃料电池就能够持续不断的发电。这是新型IBN纳米复合材料的图像，它是由核心部位的金铜合金原子和外层铂原子构成的。 目前商业上可以得到的燃料电池使用铂纳米颗粒作为催化剂来加速化学反应，因为铂是唯一一种能够抵抗这种电池内部高酸性条件的金属，然而，铂的较高成本和较低稳定性一直阻碍着这种燃料电池的广泛应用。
为了克服这一局限性，IBN执行理事Jackie Y. Ying教授领导的一个研究者小组发现通过将催化剂的中心部位替换成金和铜合金，并且只留下外层的铂，这种新型混合材料就能够比商业上的铂催化剂提供5倍高的活性和更高的稳定性，同时，通过进一步的优化，进一步提高这种材料的催化特性也将成为可能。
IBN的新型纳米复合材料每毫克铂能够产生至少0.571安培的电流，相对来说商业铂催化剂每毫克铂只能产生0.109安培的电流，这也是首次催化剂被展示出对于只有少量铂的燃料电池反应来说能够同时加强稳定性和活性。
为了使这种催化剂变得比商业铂催化剂更活跃，研究者将纳米结晶质材料的核心设计成了一个金铜的合金，它拥有比纳米晶体表面的铂涂层更小的晶格空间，这就在表面的铂原子上形成了一种压缩性张力，从而能够使铂在燃料电池氧化还原反应的速率限制性步骤变得更活跃。将纳米颗粒的核心替换成更廉价的金铜合金能够降低极为昂贵的稀有金属铂的使用量。
Ying教授说道，“IBN的研究重点是开发出能够产生更高的效率和环境可持续性的绿色能源技术，我们的新型纳米复合系统比传统的铂催化剂更活跃且更廉价，因而它使我们能够极大的推动燃料电池的发展，并使这项技术在工业应用中变得更实用。”
通过使用一种金、铜和铂纳米颗粒的混合物，IBN研究者开发出了一种更有效、持续时间更长的燃料电池材料，这项重大突破最近被发布在了前沿性杂志《能源和环境科学》上。
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