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TECHNICAL ARTICLESDGIST能源材料科學(xué)家Sangaraju Shanmugam及其團(tuán)隊為PEMFC開發(fā)了活性和耐用的催化劑,可降低整個系統(tǒng)的制造成本。研究人員得出結(jié)論,二氧化鈰可被認(rèn)為是有前途的材料,用于在氮摻雜碳納米棒上使用鈷,以生產(chǎn)穩(wěn)定的催化劑,在PEMFC和相關(guān)設(shè)備中具有增強(qiáng)的電化學(xué)活性。
Sangaraju Shanmugam教授(左)和博士。學(xué)生Arumugam Sivanantham(右)。圖片來源:大邱慶北科技學(xué)院(DGIST)
根據(jù)Applied Catalysis B:Environmental雜志發(fā)表的一項研究,大邱慶北科學(xué)技術(shù)研究所(DGIST)的研究人員已開發(fā)出可降低清潔能源燃料電池總成本的納米催化劑。
聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(PEMFC)將氫燃料和氧氣之間的反應(yīng)過程中產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。雖然PEMFC是一種有前途的清潔能源,它是獨立的和可移動的,就像美國航天飛機(jī)上使用的堿性燃料電池一樣,但它們目前依賴昂貴的材料。但用于催化這些化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)會降解,從而引起人們對可重用性和可行性的擔(dān)憂。
DGIST能源材料科學(xué)家Sangaraju Shanmugam及其團(tuán)隊為PEMFC開發(fā)了活性和耐用的催化劑,可降低整體制造成本。催化劑為氮摻雜碳納米棒,表面具有二氧化鈰和鈷納米顆粒; 基本上,含有氮,鈷和二氧化鈰的碳納米棒。二氧化鈰(CeO 2)是鈰和氧的組合,是一種廉價且環(huán)保的半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)異的氧還原能力。
使用稱為靜電紡絲的技術(shù)制造纖維,其中將高電壓施加到液滴上,形成帶電液體射流,然后將中間干燥成均勻的納米尺寸顆粒。研究人員的分析證實,二氧化鈰和鈷顆粒均勻分布在碳納米棒中,催化劑具有增強(qiáng)的發(fā)電能力。
發(fā)現(xiàn)氮摻雜的碳納米棒催化劑上的二氧化鈰負(fù)載的鈷比僅含鈷的氮摻雜的碳納米棒和鉑/碳更有活性和耐用性。他們在能量轉(zhuǎn)換和儲存的兩種重要類型的化學(xué)反應(yīng)中進(jìn)行了探索:氧還原和氧氣釋放反應(yīng)。
研究人員得出結(jié)論,二氧化鈰可被認(rèn)為是有前途的材料,用于在氮摻雜碳納米棒上使用鈷,以生產(chǎn)穩(wěn)定的催化劑,在PEMFC和相關(guān)設(shè)備中具有增強(qiáng)的電化學(xué)活性
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