美大學(xué)以納米技術(shù)助力氫燃料電池商業(yè)化

發(fā)布時(shí)間:2010-8-10 11:14    發(fā)布者:看門(mén)狗
關(guān)鍵詞: 燃料電池
燃料電池(fuel cell)已經(jīng)可供商業(yè)化許多年,但目前只能使用純氫氣──這對實(shí)驗室等機構來(lái)說(shuō)很容易采購取得,要大量生產(chǎn)就嫌太貴;就算是最佳的燃料電池設計,也因為摻入取自天然氣(有豐富來(lái)源)中的氫氣所產(chǎn)生的一氧化碳毒化問(wèn)題,很快就失敗退場(chǎng)。

現在,來(lái)自美國康乃爾大學(xué)(Cornell University)的研究團隊相信,他們能利用納米科技提供一個(gè)解決方案,讓氫燃料電池的商業(yè)化變得可行。

研究人員是在對氫燃料電池可能引起的一氧化碳毒化問(wèn)題進(jìn)行分析之后,研發(fā)出上述的解決方案。燃料電池會(huì )電化分解(electrochemically decompose)氫燃料,透過(guò)將其與氧氣結合來(lái)剝離其電子,然后形成水蒸氣──這也是燃料電池唯一的排放物。

然而,傳統質(zhì)子交換膜(proton exchange membrane,PEM)燃料電池,不但需要昂貴的鉑/釕合金(platinum/ruthenium-alloy)做為陽(yáng)極催化劑,這種催化劑也會(huì )因為很少量一氧化碳而被毒化。

目前市面上雖然存在商用解決方案,可為取自天然氣中的氫滌除一氧化碳,但卻因此讓該種氫氣的成本升高到不經(jīng)濟的程度。為了解決這種問(wèn)題,由康乃爾大學(xué)能源材料中心(Energy Materials Center)教授Hector Abruna所率領(lǐng)的研究團隊,利用納米科技制造了一種成本比鉑/釕合金低廉的催化劑,而且能耐受取自天然氣之氫氣中的一氧化碳濃度。

這種新型催化劑是由氧化鈦(titanium oxide)與涂布了鉑納米粒子薄膜的鎢(tungsten)所組成,最高可耐受2%的一氧化碳──這是能毒化純鉑催化劑的一氧化碳濃度之兩百倍。



目前的氫燃料電池使用鉑/釕合金做為陽(yáng)極催化劑,康乃爾大學(xué)的研究團隊則是用新研發(fā)的納米催化劑來(lái)取而代之,并可望讓燃料電池的商業(yè)化更為可行

目前研究人員已經(jīng)在實(shí)驗室中驗證了以上的概念,現正在利用該種新型催化劑制作完整的PEM燃料電池。據了解,其燃料電池原型的耐久性表現到目前為止都優(yōu)于早期失敗的傳統燃料電池;研究團隊現在將確認新架構能夠把燃料電池壽命延長(cháng)到多少程度。
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