英國兩大學研發(fā)低成本碳基電催化劑 大幅提升燃料電池的能量密度

據(jù)外媒報道,英國薩里大學(Surrey)與倫敦瑪麗王后大學(Queen Mary University of London,QMUL)的研究團隊制作低成本碳基電催化劑(low-cost carbon based electro-catalysts),該產(chǎn)品可被用于陰離子交換膜燃料電池(anion exchange membrane fuel cells),該款催化劑有助于將燃料電池的能量密度提升至703mW/cm2。相較之下,該領域早前的能量密度僅為50 mW/cm2。

該類催化劑選用了價格便宜的埃洛石(Halloysite)作為模板,利用尿素(urea)及糠醛(furfural)分別作為其氮源(nitrogen source)及碳源(carbon source),糠醛是一種有機化學物,可利用燕麥(oats)、小麥麩(wheat bran)或鋸屑(木屑,sawdust)制得。然后,再將上述材料加工為黑色細粉(fine black powder),并將其用作氮摻雜碳電催化劑(nitrogen-doped carbon electro-catalyst)。

該研究項目獲得了英國工程與物理科學研究理事會(Engineering and Physical Sciences Research Council)旗下SUPERGEN氫燃料電池中心(SUPERGEN Hydrogen and Fuel Cell Hub)的支持。

目前,燃料電池被用作為一項低碳能源技術,為交通及固定式應用的電氣化提供支持,但鉑(platinum)等稀有金屬催化劑的應用使得該項技術的費用頗為高昂,且難以實現(xiàn)可持續(xù)性。

薩里大學高級講師Qiong Cai博士表示:“非金屬電化學催化劑的研究能取得成果,研究團隊感到很高興,這表明未來可利用低成本碳材料實現(xiàn)電催化劑的制備。值得一提的是,本次的研發(fā)成功離不開Magdalena Titirici教授的合作,他是倫敦瑪麗王后大學可持續(xù)材料化學領域的專家,負責就材料合成提供建議。此外,作為薩里大學的材料化學領域的專家,John Varcoe教授及其團隊也作出了巨大貢獻,他們提供了高性能陰離子交換膜及離聚物(ionomers),為離子交換膜燃料電池領域的相關材料測試給予技術支持?！?/span>

“我們認為,目前還有許多工作亟待完成,但團隊的研究證明了低成本催化劑可使燃料電池發(fā)揮高性能,有助于降低碳排放對全球環(huán)境的影響?！?/span>