普林斯頓大學發現鉑替代品 或可研發更便宜的燃料電池

(圖片來源:普林斯頓大學官網)眾所周知，鉑非常昂貴，這也是電動汽車的能源之一氫燃料電池大規模應用的嚴重障礙之一，因為氫燃料電池需要鉑。然而，據國外媒體報道，美國普林斯頓大學生物和化學工程教授布魯斯·e·科爾(Bruce E. Koel)領導的研究小組成功找到了更便宜的鉑材料替代品。研究人員表示，已經發現了一種基于鉿的化合物，其效率比鉑材料高60%左右，但成本只有鉑材料的五分之一左右。燃料電池的工作原理是將儲存在氫原子中的能量直接轉化為電能。美國宇航局長期以來一直使用燃料電池為衛星和其他太空任務提供動力，現在它也被用于電動汽車和公共汽車。氫是行星和宇宙中最簡單也是最豐富的元素。基本上，燃料電池通過將氫分解成質子和電子來發電。質子流過膜，與氧結合生成水，帶負電的電子流向燃料電池中帶正電的電極。電子流是燃料電池產生的電流，可以為發動機或其他電子設備提供動力，但在分裂過程中需要鉑等材料作為催化劑。催化劑也用于使用氫作為燃料來產生氫的燃料電池中。在沒有化石燃料的最理想情況下，可再生電能可以在催化劑的幫助下分裂水分子(兩個氫原子和一個氧原子)，水可以分解為氧和氫，催化劑的效率越高，分解水所需的能量越少。一些先進的燃料電池，即可再生燃料電池，結合了上述兩種反應。然而，目前大多數燃料電池依靠獨立系統產生的氫氣成為氫燃料電池。然而，目前上述兩個反應的最佳催化劑是鉑族貴金屬。研究人員認為，鉑是完美的，鉑族貴金屬可以快速高效地催化化學反應提取氫氣，這類金屬可以承受這類反應所需的苛刻酸性條件。

但是，問題是鉑金稀缺且價格昂貴。然而，研究人員認為，用于電動汽車的氫燃料電池不需要鉑作為完美的材料。研究人員發現氫氧化鉿是一種很好的替代品，氮原子可以被氮等離子體(等離子體是一種電離氣體，是熒光燈和太陽中存在的一種物質狀態)吸入材料中。以前，許多材料因為不導電而被忽略。然而，研究人員發現，用氮等離子體處理氧化鉿會形成一種薄膜材料，這種薄膜材料可以用作高活性催化劑，可以在強酸條件下存活。雖然這種鉿基薄膜的效率只有鉑的三分之二左右，但價格卻便宜很多。研究人員計劃下一步測試鋯，因為鋯更便宜。雖然這種材料非常適合用于燃料電池，但研究人員認為，在使用催化劑電化學分解水以產生氫氣作為燃料的系統中，這種材料最有價值。而且，研究人員強調，該發現無法在近期實現低成本新技術的商業化。目前，制作這種材料的過程非常復雜，僅限于實驗室。雖然他們已經確定了這種薄膜的性質，但是他們仍然需要考慮大規模生產這種材料所需的工程技術。然而，這項研究為鉑替代材料的進一步探索打開了大門。

(圖片來源:普林斯頓大學官網)眾所周知，鉑非常昂貴，這也是電動汽車的能源之一氫燃料電池大規模應用的嚴重障礙之一，因為氫燃料電池需要鉑。然而，據國外媒體報道，美國普林斯頓大學生物和化學工程教授布魯斯·e·科爾(Bruce E. Koel)領導的研究小組成功找到了更便宜的鉑材料替代品。研究人員說，一個comp……已經發現基于鉿的nd，比鉑材料的效率高60%左右，但成本只有鉑材料的五分之一左右。燃料電池的工作原理是將儲存在氫原子中的能量直接轉化為電能。美國宇航局長期以來一直使用燃料電池為衛星和其他太空任務提供動力，現在它也被用于電動汽車和公共汽車。氫是行星和宇宙中最簡單也是最豐富的元素。基本上，燃料電池通過將氫分解成質子和電子來發電。質子流過膜，與氧結合生成水，帶負電的電子流向燃料電池中帶正電的電極。電子流是燃料電池產生的電流，可以為發動機或其他電子設備提供動力，但在分裂過程中需要鉑等材料作為催化劑。催化劑也用于使用氫作為燃料來產生氫的燃料電池中。在沒有化石燃料的最理想情況下，可再生電能可以在催化劑的幫助下分裂水分子(兩個氫原子和一個氧原子)，水可以分解為氧和氫，催化劑的效率越高，分解水所需的能量越少。一些先進的燃料電池，即可再生燃料電池，結合了上述兩種反應。然而，目前大多數燃料電池依靠獨立系統產生的氫氣成為氫燃料電池。然而，目前上述兩個反應的最佳催化劑是鉑族貴金屬。研究人員認為，鉑是完美的，鉑族貴金屬可以快速高效地催化化學反應提取氫氣，這類金屬可以承受這類反應所需的苛刻酸性條件。

但是，問題是鉑金稀缺且價格昂貴。然而，研究人員認為，用于電動汽車的氫燃料電池不需要鉑作為完美的材料。研究人員發現氫氧化鉿是一種很好的替代品，氮原子可以被氮等離子體(等離子體是一種電離氣體，是熒光燈和太陽中存在的一種物質狀態)吸入材料中。以前，許多材料因為不導電而被忽略。然而，研究人員發現，用氮等離子體處理氧化鉿會形成一種薄膜材料，這種薄膜材料可以用作高活性催化劑，可以在強酸條件下存活。雖然這種鉿基薄膜的效率只有鉑的三分之二左右，但價格卻便宜很多。研究人員計劃下一步測試鋯，因為鋯更便宜。雖然這種材料非常適合用于燃料電池，但研究人員認為，在使用催化劑電化學分解水以產生氫氣作為燃料的系統中，這種材料最有價值。而且，研究人員強調，該發現無法在近期實現低成本新技術的商業化。目前，制作這種材料的過程非常復雜，僅限于實驗室。雖然他們已經確定了這種薄膜的性質，但是他們仍然需要考慮大規模生產這種材料所需的工程技術。然而，這項研究為鉑替代材料的進一步探索打開了大門。

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