韩国研究员开发出一种用于FCEV的单原子钴基催化剂 将性能提高40%

盖世汽车讯燃料电池电动车(FCEV)是一种环保的交通工具，具有充电时间短、续航里程长的优点，或将取代内燃机汽车。然而，用作燃料电池催化剂的铂成本太高，导致燃料电池汽车的供应有限。目前，铁和钴等非贵金属催化剂已被广泛研究以替代铂，但由于非贵金属催化剂的性能和稳定性较低，寻找铂的替代品仍具有挑战性。

据国外媒体报道，由韩国科学技术研究院(KIST)氢燃料电池研究中心的Sung Jong Yoo博士、庆熙大学的Jinsoo Kim教授和江原国立大学的Hyung-Kyu Lim教授领导的研究小组进行了联合研究，并宣布开发出一种单原子钴基催化剂，与当代钴纳米颗粒催化剂相比，其性能和稳定性提高了约40%。

图片来源:KIST

传统的催化剂通常通过热解合成，其中过渡金属前体和碳在700-1000℃下混合。然而，由于金属聚集和低比表面积，通过该方法获得的催化剂具有有限的活性。因此，研究人员将重点放在单原子催化剂的合成上。然而，以前报道的单原子催化剂只能少量生产，因为根据合成催化剂的类型，使用的化学品和合成方法是不同的。因此，研究的重点是提高催化剂的性能，而不是制造工艺。

为了解决这一问题，韩国研究人员利用工业加湿器实施喷雾热解法，即对从加湿器中获得的液滴进行快速热处理，以获得液滴状颗粒。这种方法可以通过连续工艺实现大规模生产，任何金属都可以很容易地制成颗粒。由于这些颗粒是由工业加湿器制造的，因此用于合成金属颗粒的材料将是水溶性的。

实践证明，该工艺开发的钴基单原子催化剂表现出优异的稳定性和燃料电池性能，性能比传统钴催化剂提高了40%。钴基催化剂还会在燃料电池中引起副反应；但计算科学表明，喷雾热解产生的催化剂会在燃料电池中引起正反应。

Yo博士澄清说:“通过这项研究，我们开发了一种可以显著提高钴基单原子催化剂大规模生产的工艺，并通过仔细的分析和计算科学阐明了钴基催化剂的运行机制。这项研究的结果有望成为未来钴催化剂研究的指标。今后计划将研究范围扩大到环境催化剂、水电解和电池等领域。”

1盖世汽车讯燃料电池电动车(FCEV)是一种环保的交通工具，具有充电时间短、续航里程长的优点，或将取代内燃机汽车。然而，用作燃料电池催化剂的铂成本太高，导致燃料电池汽车的供应有限。目前，铁和钴等非贵金属催化剂已被广泛研究以替代铂，但由于非贵金属催化剂的性能和稳定性较低，寻找铂的替代品仍具有挑战性。

据国外媒体报道，由韩国科学技术研究院(KIST)氢燃料电池研究中心的Sung Jong Yoo博士、庆熙大学的Jinsoo Kim教授和江原国立大学的Hyung-Kyu Lim教授领导的研究小组进行了联合研究，并宣布开发出一种单原子钴基催化剂，与当代钴纳米颗粒催化剂相比，其性能和稳定性提高了约40%。

图片来源:KIST

传统的催化剂通常通过热解合成，其中过渡金属前体和碳在700-1000℃下混合。然而，由于金属聚集和低比表面积，通过该方法获得的催化剂具有有限的活性。因此，研究人员将重点放在单原子催化剂的合成上。然而，以前报道的单原子催化剂只能少量生产，因为根据合成催化剂的类型，使用的化学品和合成方法是不同的。因此，研究的重点是提高催化剂的性能，而不是制造工艺。

为了解决这一问题，韩国研究人员利用工业加湿器实施喷雾热解法，即对从加湿器中获得的液滴进行快速热处理，以获得液滴状颗粒。这种方法可以通过连续工艺实现大规模生产，任何金属都可以很容易地制成颗粒。由于这些颗粒是由工业加湿器制造的，因此用于合成金属颗粒的材料将是水溶性的。

实践证明，该工艺开发的钴基单原子催化剂表现出优异的稳定性和燃料电池性能，性能比传统钴催化剂提高了40%。钴基催化剂还会在燃料电池中引起副反应；但计算科学表明，喷雾热解产生的催化剂会在燃料电池中引起正反应。

Yo博士澄清说:“通过这项研究，我们开发了一种可以显著提高钴基单原子催化剂大规模生产的工艺，并通过仔细的分析和计算科学阐明了钴基催化剂的运行机制。这项研究的结果有望成为未来钴催化剂研究的指标。今后计划将研究范围扩大到环境催化剂、水电解和电池等领域。”

标签：

汽车资讯热门资讯