普林斯顿大学发现铂替代品 或可研发更便宜的燃料电池

(图片来源:普林斯顿大学官网)众所周知，铂非常昂贵，这也是电动汽车的能源之一氢燃料电池大规模应用的严重障碍之一，因为氢燃料电池需要铂。然而，据国外媒体报道，美国普林斯顿大学生物和化学工程教授布鲁斯·e·科尔(Bruce E. Koel)领导的研究小组成功找到了更便宜的铂材料替代品。研究人员表示，已经发现了一种基于铪的化合物，其效率比铂材料高60%左右，但成本只有铂材料的五分之一左右。燃料电池的工作原理是将储存在氢原子中的能量直接转化为电能。美国宇航局长期以来一直使用燃料电池为卫星和其他太空任务提供动力，现在它也被用于电动汽车和公共汽车。氢是行星和宇宙中最简单也是最丰富的元素。基本上，燃料电池通过将氢分解成质子和电子来发电。质子流过膜，与氧结合生成水，带负电的电子流向燃料电池中带正电的电极。电子流是燃料电池产生的电流，可以为发动机或其他电子设备提供动力，但在分裂过程中需要铂等材料作为催化剂。催化剂也用于使用氢作为燃料来产生氢的燃料电池中。在没有化石燃料的最理想情况下，可再生电能可以在催化剂的帮助下分裂水分子(两个氢原子和一个氧原子)，水可以分解为氧和氢，催化剂的效率越高，分解水所需的能量越少。一些先进的燃料电池，即可再生燃料电池，结合了上述两种反应。然而，目前大多数燃料电池依靠独立系统产生的氢气成为氢燃料电池。然而，目前上述两个反应的最佳催化剂是铂族贵金属。研究人员认为，铂是完美的，铂族贵金属可以快速高效地催化化学反应提取氢气，这类金属可以承受这类反应所需的苛刻酸性条件。

但是，问题是铂金稀缺且价格昂贵。然而，研究人员认为，用于电动汽车的氢燃料电池不需要铂作为完美的材料。研究人员发现氢氧化铪是一种很好的替代品，氮原子可以被氮等离子体(等离子体是一种电离气体，是荧光灯和太阳中存在的一种物质状态)吸入材料中。以前，许多材料因为不导电而被忽略。然而，研究人员发现，用氮等离子体处理氧化铪会形成一种薄膜材料，这种薄膜材料可以用作高活性催化剂，可以在强酸条件下存活。虽然这种铪基薄膜的效率只有铂的三分之二左右，但价格却便宜很多。研究人员计划下一步测试锆，因为锆更便宜。虽然这种材料非常适合用于燃料电池，但研究人员认为，在使用催化剂电化学分解水以产生氢气作为燃料的系统中，这种材料最有价值。而且，研究人员强调，该发现无法在近期实现低成本新技术的商业化。目前，制作这种材料的过程非常复杂，仅限于实验室。虽然他们已经确定了这种薄膜的性质，但是他们仍然需要考虑大规模生产这种材料所需的工程技术。然而，这项研究为铂替代材料的进一步探索打开了大门。

(图片来源:普林斯顿大学官网)众所周知，铂非常昂贵，这也是电动汽车的能源之一氢燃料电池大规模应用的严重障碍之一，因为氢燃料电池需要铂。然而，据国外媒体报道，美国普林斯顿大学生物和化学工程教授布鲁斯·e·科尔(Bruce E. Koel)领导的研究小组成功找到了更便宜的铂材料替代品。研究人员说，一个comp……已经发现基于铪的nd，比铂材料的效率高60%左右，但成本只有铂材料的五分之一左右。燃料电池的工作原理是将储存在氢原子中的能量直接转化为电能。美国宇航局长期以来一直使用燃料电池为卫星和其他太空任务提供动力，现在它也被用于电动汽车和公共汽车。氢是行星和宇宙中最简单也是最丰富的元素。基本上，燃料电池通过将氢分解成质子和电子来发电。质子流过膜，与氧结合生成水，带负电的电子流向燃料电池中带正电的电极。电子流是燃料电池产生的电流，可以为发动机或其他电子设备提供动力，但在分裂过程中需要铂等材料作为催化剂。催化剂也用于使用氢作为燃料来产生氢的燃料电池中。在没有化石燃料的最理想情况下，可再生电能可以在催化剂的帮助下分裂水分子(两个氢原子和一个氧原子)，水可以分解为氧和氢，催化剂的效率越高，分解水所需的能量越少。一些先进的燃料电池，即可再生燃料电池，结合了上述两种反应。然而，目前大多数燃料电池依靠独立系统产生的氢气成为氢燃料电池。然而，目前上述两个反应的最佳催化剂是铂族贵金属。研究人员认为，铂是完美的，铂族贵金属可以快速高效地催化化学反应提取氢气，这类金属可以承受这类反应所需的苛刻酸性条件。

但是，问题是铂金稀缺且价格昂贵。然而，研究人员认为，用于电动汽车的氢燃料电池不需要铂作为完美的材料。研究人员发现氢氧化铪是一种很好的替代品，氮原子可以被氮等离子体(等离子体是一种电离气体，是荧光灯和太阳中存在的一种物质状态)吸入材料中。以前，许多材料因为不导电而被忽略。然而，研究人员发现，用氮等离子体处理氧化铪会形成一种薄膜材料，这种薄膜材料可以用作高活性催化剂，可以在强酸条件下存活。虽然这种铪基薄膜的效率只有铂的三分之二左右，但价格却便宜很多。研究人员计划下一步测试锆，因为锆更便宜。虽然这种材料非常适合用于燃料电池，但研究人员认为，在使用催化剂电化学分解水以产生氢气作为燃料的系统中，这种材料最有价值。而且，研究人员强调，该发现无法在近期实现低成本新技术的商业化。目前，制作这种材料的过程非常复杂，仅限于实验室。虽然他们已经确定了这种薄膜的性质，但是他们仍然需要考虑大规模生产这种材料所需的工程技术。然而，这项研究为铂替代材料的进一步探索打开了大门。

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