英國研發石墨烯基催化劑 可制成使用壽命更長的氫燃料電池
時間:2020-08-24 08:25來源:蓋世汽車 作者:余秋云
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（圖片來源：倫敦瑪麗女王大學）
有一項新研究表明，以特殊方式制造的石墨烯可用于制造更耐用的汽車氫燃料電池。據外媒報道，英國倫敦瑪麗女王大學（Queen Mary University of London）和倫敦大學學院（University College London，UCL）的研究團隊通過一種特殊的可擴展技術，生產石墨烯，并將其用于研發氫燃料電池催化劑。經過實驗表明，與現有的催化劑相比，此種石墨烯基催化劑更耐用，而且性能相當。
氫燃料電池在催化劑的幫助下，將氫和氧結合，以將化學能轉化為電能。由于此種反應的唯一副產品是水，因而是一種高效且環保的能源。
在此類氫燃料電池中，鉑是使用最廣泛的催化劑，但是其成本高昂，是阻止氫燃料電池實現商業化的一個大問題。為解決該問題，商用催化劑通常是在較便宜的碳載體上裹上微小的鉑納米顆粒，不過此種材料耐用性很差，大大縮短了當前燃料電池的使用壽命。
此前的研究則表明，由于石墨烯具有耐腐蝕性、表面積大且導電性高，可能是燃料電池的理想支撐材料。不過，目前大多數實驗中使用的石墨烯存在許多缺陷，意味著改善其電阻效果的預期尚未實現。
但是，此次研究人員們提出了一種技術，利用一鍋合成法（one-pot synthesis），生產出包裹著鉑納米顆粒的高質量石墨烯。該工藝可以擴展，用于大規模生產，讓石墨烯基催化劑在能源領域得到廣泛應用。
研究人員采用了美國能源部（DOE）推薦的加速應力測試進行大量測試，證實了此種石墨烯催化劑的耐久性。加速應力測試就是故意在短時間內，讓催化劑在多次循環中快速受力，讓科學家無需測試采用此種催化劑運行數月或數年的燃料電池，就能評估新材料的穩定性。
采用此類測試，科學家們發現，與商用催化劑相比，在同樣的測試周期內，新研發的石墨烯基催化劑的活性損失降低了約30%。
(責任編輯：子蕊)
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