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来源:科技日报发布时间:2013-06-19449浏览
询问 AI氢动力燃料电池除产生电能外,唯一的副产品是水,因此被看作传统内燃机的环保替代品。但这种燃料电池的电极(化学转化过程在此发生)需要用到大量“身价不菲”的铂。如果没有铂作为催化剂,很难获得必需的转化效率,因此,铂正成为发展氢燃料电池的“拦路虎”。
科学家们解释道,氢燃料电池的催化过程只发生在铂表面,而铂纳米粒子可增加铂表面积,既节省材料又能提高电极效率,1公斤纳米粒子的表面积相当于几个足球场。另外,让铂和镍或铜等廉价金属相混合,还可以节省更多铂。
在这一思路指导下,德国于利希研究中心(FZJ)和柏林工业大学的科学家成功研发出高效的铂镍催化剂粒子,用于将氢气和氧气转变成水,其中铂仅为以前用量的1/10。
新催化剂不由以前广泛使用的圆形纳米粒子,而由铂—镍合金的正八面体纳米粒子组成,正八面体表面的铂镍原子拥有独特的排列方式,能显著提高氢气和氧气生成水的化学反应速度。
研究人员还使用德国恩斯特鲁斯卡电子显微学与电子谱学中心(ER-C)的超高清电子显微镜,对新纳米粒子的原子结构进行了观察。ER-C的马克·海根博士解释道:“我们发现,镍和铂原子并非均匀地分布在纳米正八面体表面,这可以增加其反应活性,不过会减少其寿命。”
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