据国外媒体报道，伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的工程师团队开发了一种新材料，这是一种由钽-钛氧化物纳米颗粒组成的添加剂，可以清除和灭活自由基，从而使燃料电池系统比目前大多数电动汽车电池系统更具优势。
图片来源:伊利诺伊大学芝加哥分校
与锂电池相比，燃料电池技术依靠催化剂驱动的化学反应来产生能量。锂电池一次充电通常可以达到100-300英里的续航里程，容易受到高正极材料和制造成本的影响，充满电需要几个小时。燃料电池系统由氧和氢等丰富元素组成，充电5分钟，行驶400多英里。而燃料电池系统的动力催化剂价格昂贵(如铂)或降解过快，无法应用。
随着新添加剂材料的开发，科学家可以使廉价的铁-氮-碳燃料电池催化剂更加耐用。当添加到化学反应中时，添加剂材料可以保护燃料电池系统免受副产物的影响，其中两种最具腐蚀性的副产物是不稳定的颗粒，如称为自由基的原子、分子或离子，以及过氧化氢。
UIC工程学院机械和工业工程教授Reza Shahbazian-Yassar和他的同事使用先进的成像技术来研究与新材料的反应。原子结构的高分辨率成像使科学家能够定义添加剂发挥作用所需的结构参数。
该研究的合著者Shahbazian-Yassar说:“在实验室中，我们可以用电子显微镜捕捉各种使用条件下材料的高度详细的原子分辨率图像。通过我们的结构研究，可以了解添加剂的原子结构变化，确定清除剂纳米粒子的大小和尺寸，以及钽与二氧化钛的比例。因此，研究人员可以了解添加剂保护燃料电池免受腐蚀和退化所需的固溶体合金的正确状态。”
实验表明需要钽和氧化钛的固溶体，纳米颗粒要在5纳米左右，其中钽和氧化钛的比例为6: 4。Shahbazian-Yassar说:“这个比例是纳米颗粒材料自由基清除特性的关键，固溶体有助于维持环境结构。”
实验表明，在燃料电池系统的反应中加入清除剂纳米粒子后，过氧化氢的产率被抑制在2%以下，降低了51%，燃料电池的电流密度衰减从33%降低到3%。
Shahbazian-Yassar表示:“燃料电池的续航里程更高，充电能力更快，重量更轻，尺寸更小，或者可以取代锂电池，但需要找到更经济的方法来分离和储存氢气。此次研发的新材料可以进一步推动燃料电池汽车和其他燃料电池技术的落地。”
1据国外媒体报道，伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的工程师团队开发出了一种新材料，这是一种由钽-钛氧化物纳米颗粒组成的添加剂，可以清除和灭活自由基，从而使燃料电池系统比目前大多数电动汽车电池系统更具优势。
图片来源:伊利诺伊大学芝加哥分校
与锂电池相比，燃料电池技术依靠催化剂驱动的化学反应来产生能量。锂电池一次充电通常可以达到100-300英里的续航里程，容易受到高正极材料和制造成本的影响，充满电需要几个小时。燃料电池系统由氧和氢等丰富元素组成，充电5分钟，行驶400多英里。而燃料电池系统的动力催化剂价格昂贵(如铂)或降解过快，无法应用。
随着新添加剂材料的开发，科学家可以使廉价的铁-氮-碳燃料电池催化剂更加耐用。当添加到化学反应中时，添加剂材料可以保护燃料电池系统免受副产物的影响，其中两种最具腐蚀性的副产物是不稳定的颗粒，如称为自由基的原子、分子或离子，以及过氧化氢。
礼萨……UIC工程学院机械和工业工程教授hbazian-Yassar和他的同事使用先进的成像技术来研究与新材料的反应。原子结构的高分辨率成像使科学家能够定义添加剂发挥作用所需的结构参数。
该研究的共同作者Shahbazian-Yassar说:“在实验室中，我们可以用电子显微镜捕捉各种使用条件下材料的高度详细的原子分辨率图像。通过我们的结构研究，可以了解添加剂的原子结构变化，确定清除剂纳米粒子的大小和尺寸，以及钽与二氧化钛的比例。因此，研究人员可以了解添加剂保护燃料电池免受腐蚀和退化所需的固溶体合金的正确状态。”
实验表明需要钽和氧化钛的固溶体，纳米颗粒要在5纳米左右，其中钽和氧化钛的比例为6: 4。Shahbazian-Yassar说:“这个比例是纳米颗粒材料自由基清除特性的关键，固溶体有助于维持环境结构。”
实验表明，在燃料电池系统的反应中加入清除剂纳米粒子后，过氧化氢的产率被抑制在2%以下，降低了51%，燃料电池的电流密度衰减从33%降低到3%。
Shahbazian-Yassar表示:“燃料电池的续航里程更高，充电能力更快，重量更轻，尺寸更小，或者可以取代锂电池，但需要找到更经济的方法来分离和储存氢气。此次研发的新材料可以进一步推动燃料电池汽车和其他燃料电池技术的落地。”
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