燃料电池技术获突破,有望加快商用化进程

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燃料电池正式商用化已经好几年了,但只能使用纯,而纯氢在实验室购买起来很容易,但大批量生产非常昂贵。而从最丰富的资源——天然气制成的氢有很多杂质,即使设计最好的燃料电池在这些杂质的影响下也会过早失效。 

目前为美国能源部工作的康奈尔大学科学家正在应用纳米技术制造燃料电池。据他们透露,这种燃料电池可以容忍用天然气制成的氢中含有的微量级一氧化碳,从而促进氢燃料电池走向实用化。 

一氧化碳‘中毒’ 

燃料电池利用电气化学特性分解氢燃料,并通过与氧结合形成水蒸汽(这种技术唯一的排放物)而剥离掉电子。而传统质子交换膜(PEM)燃料电池的阳极使用的铂/钌合金催化剂不仅昂贵,而且暴露在即使微量级的一氧化碳中也很容易受到污染。 

虽然有商用方法可从用天然气制成的氢中滤除一氧化碳,但这将使氢的成本增加到很不经济的水平。 

康奈尔大学能源材料中心教授Hector Abruna领导的研究小组利用纳米技术解决了上述问题。据这个小组透露,与传统PEM燃料电池相比,他们用纳米技术开发的催化剂成本更低,而且对一氧化碳的容忍性更强。 

康奈尔大学研制的催化剂由氧化钛和涂覆了一层铂纳米颗粒薄膜的钨组成,能够容忍浓度高达2%的一氧化碳,或者说能够污染纯铂催化剂的一氧化碳浓度的约2000倍。 

现在,这些研究人员已经在实验室证实了这一概念,并正在使用实验性催化剂制造完整的PEM燃料电池,以便确定这种架构能够将燃料电池的工作寿命延长多少。 

Abruna领导的这个研究小组成员包括教授Francis DiSalvo、博士后研究员Deli Wang、助理研究员Hongsen Wang以及博士生Chinmayee Subban和Eric Rus。 

 

图:目前氢燃料电池使用的铂/钌合金阳极催化剂不仅非常昂贵,而且容易受一氧化碳污染。康奈尔大学表示其纳米技术催化剂可以使燃料电池变得更加实用。