铁铂催化剂能在寒冷中保持燃料电池清洁 利好铂金
资讯类型:行业新闻 加入时间:2019年3月14日15:5
 
目前,燃料电池仍然受到昂贵、寿命短的铂金催化剂的阻碍。中国科技大学合肥国家微观物理科学实验的教授表示,他们设计了一种新型催化剂,找到了解决方案。通过迅速燃烧氢中的一氧化碳,选择性地转化为无害的二氧化碳,而且,它能在跨度很大的温度范围内工作。

  在为电动汽车提供动力的技术竞赛中,电池目前正在超越燃料电池。锂电池越来越便宜,而燃料电池仍然受到昂贵、寿命短的铂金催化剂的阻碍。中国研究人员在«自然»杂志上发表的一篇报告指出,以一种新的形式添加更多的铂金可能有助于燃料电池汽车迎头赶上。

  位于合肥的中国科技大学(USTC)的一个研究小组的报告显示,中国正在追赶像日本和韩国等燃料电池行业的领军者。中国汽车制造商已经生产了世界上大部分的动力电池,政府也希望看到他们在燃料电池领域占据主导地位。据英国«金融时报»报道,去年北京和地方政府为燃料电池汽车提供了124亿美元的补贴。

  铂金催化剂驱动质子交换膜燃料电池(汽车上使用的那种)内部的核心反应,以维持电池的电路—同样的反应产生出从汽车排气管中渗出的水。中国科技大学合肥国家微观物理科学实验的陆俊林(音译)教授表示,他们已经找到了一种方法来保护铂金催化剂免受无处不在的一氧化碳的污染。它与铂紧密结合,阻碍了催化作用。

  一氧化碳的存在是因为大多数氢燃料是由碳氢化合物燃料产生。即使经过昂贵的净化,氢燃料也含有高达0.2%的一氧化碳。随着时间的推移,它依附在催化剂上,减缓燃料电池的反应,而每当燃料电池汽车在寒冷的天气启动时,就会产生类似“中毒”的雪球。陆教授表示:“即使是最高级别的氢,也含有微量的一氧化碳,最终会使燃料电池电极失去活性。”

  陆教授和他的同事们通过设计一种新型催化剂找到了解决方案,这种催化剂是一种布满氧化铁的铂粒子,它可以迅速燃烧氢中的一氧化碳。这种催化剂能选择性地将一氧化碳转化为无害的二氧化碳,而且最关键的是,它能在跨度很大的温度范围内工作。他们的测试证实一氧化碳在-75到107摄氏度之间降低了200倍,他表示这比以前的一氧化碳选择性催化剂有了巨大的进步。陆教授表示:“在文献中所有催化剂都只能在室温下操作。”

  在近期内,陆教授设想他们的催化剂可以延长燃料电池汽车昂贵的燃料电池堆的使用寿命。他表示,在将来,随车携带的的燃料净化可以让人们以“所有人都能承受”的更低价格使用低等级的氢燃料。

  加州理工学院(California Institute of Technology)材料和工艺模拟中心主任,燃料电池催化剂设计师William Goddard表示:“他们可能有一个很好的解决方案。这个方案看起来是有效的。”


  也就是说, Goddard指出,随着制氢从剥离化石燃料转向利用可再生能源或核能对水进行电解,一氧化碳问题最终应该会消失。他补充说,要使燃料电池汽车具有竞争力,真正需要的是燃料电池堆中配备更便宜的催化剂。富含铂金的电池堆促使丰田Mirai燃料电池轿车的售价高达8.5万美元。

  中国政府似乎期望这一目标将在未来十年内实现。到2030年,中国政府计划在中国的道路上投入行驶100万辆燃料电池汽车。据英国«金融时报»报道,为了实现这一目标,中国政府正为中国科技大学等国内研究机构提供资金,并提供丰厚的补贴,以刺激中国企业的发展—每辆车最高可达3万美元,外加额外的地方补贴。

  在过去的两年中,有几家中国公司购买了外国燃料电池公司的股份,并成立了合资企业以获取其先进技术。最近,在2018年11月,中国发动机和汽车零部件制造商潍柴动力收购了加拿大燃料电池先驱巴拉德电力公司20%的股份。在另一项交易中,该公司收购了英国燃料电池生产商Ceres Power 20%的股份。
文章来自:中国催化剂网
文章作者:webmaster
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