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鎳陽極是使燃料電池更便宜、更高效的關鍵

更新時間：2022-04-01 14:01   來源：市場資訊   瀏覽次數：95207 | 文字大小：大 中 小

　　康奈爾大學的研究人員發現，氮摻雜、碳涂層的鎳陽極可以催化氫燃料電池中的基本反應，而成本僅為目前使用的貴金屬的一小部分。

　　他們認為，這一發現可能會加速清潔氫燃料電池在車輛和其他應用中的廣泛使用。

　　在發表在《美國國家科學院院刊》上的一篇論文中，研究人員解釋說，目前氫燃料電池需要昂貴的貴金屬，如鉑，以有效地催化它們用于發電的反應。盡管堿性聚合物電解質膜燃料電池(APEMFC)能夠使用非貴金屬電催化劑，但它們缺乏替代貴金屬基系統所需的性能和耐用性。

　　燃料電池通過氫氧化反應(HOR)和氧還原反應(OOR)發電。特別是鉑，是這兩種反應的模型催化劑，因為它可以有效地催化它們，并且在PEM燃料電池的酸性環境中持久耐用。

　　據科學家稱，最近對非貴金屬HOR電催化劑的實驗旨在克服兩個主要挑戰：由于氫結合能過強而導致的內在活性低，以及由于金屬氧化物形成快速鈍化而導致的耐久性差。

　　具體來說，最近的研究希望通過使用鎳基電催化劑來克服這些挑戰，該電催化劑具有由氮摻雜碳制成的2納米殼。

　　康奈爾團隊的氫燃料電池有一個陽極（氫氣被氧化）催化劑，該催化劑由一個被碳殼包圍的實心鎳核組成。當與鈷錳陰極（氧氣被還原）配對時，由此產生的完全不含貴金屬的氫燃料電池每平方厘米輸出超過200毫瓦。

　　該小組指出，鎳電極表面上氧化鎳物質的存在顯著減慢了氫氧化反應。氮摻雜碳涂層用作保護層并增強HOR動力學，使反應更快、更有效。

　　此外，鎳電極上石墨烯涂層的存在防止了氧化鎳的形成，從而使電極的壽命大大提高。這些電極對一氧化碳的耐受性也更強，一氧化碳會迅速毒化鉑。

　　首席研究員Héctor D.Abru?a在一份媒體聲明中說：“這種新型陽極的使用將大大降低價格，從而使堿性燃料電池能夠在廣泛的領域中得到應用。”