隨著全球向可再生能源的轉(zhuǎn)變勢頭日益強勁,一個關(guān)鍵的挑戰(zhàn)出現(xiàn)了:如何在太陽能和風(fēng)能不可用的時期有效地儲存能源。
近期,由美國能源部SLAC國家加速器實驗室、斯坦福大學(xué)和豐田研究所(TRI)在這方面取得了突破。其氫燃料電池技術(shù)有了最新的進展,通過用銀替代催化劑中的鉑金屬,大幅降低了成本,標(biāo)志著向經(jīng)濟實惠、高效的綠色能源存儲邁出了重要一步。
研究人員表示,“氫燃料電池在能量儲存和轉(zhuǎn)換方面具有巨大的潛力,它可以使用氫作為汽油等的替代燃料。但運行燃料電池仍然相當(dāng)昂貴。”
他們解釋稱,問題在于燃料電池通常依賴于一種催化劑,這種催化劑由昂貴的鉑族金屬(PGM)包裹,它可以促進化學(xué)反應(yīng),從而使系統(tǒng)正常工作。這促使研究人員們立志尋找使催化劑更便宜的方法。
在最新研究中,研究人員成功大幅降低了制造成本,他們用一種更便宜的替代品——銀,部分取代了鉑族金屬。不過,真正的關(guān)鍵是他們簡化了將催化劑放到電池電極上的化學(xué)配方。
據(jù)了解,科學(xué)家們通常將催化劑混合到液體中,然后將其涂在網(wǎng)狀電極上,但這些催化劑配方在不同的實驗室環(huán)境和不同的工具中并不總是以相同的方式發(fā)揮作用,這使得將其轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實世界的應(yīng)用變得困難。
為了解決這個問題,該團隊使用了一個真空室來控制他們的新催化劑在電極上的沉積。研究人員說:“這種高真空工具是一種‘所見即所得’的方法。原則上,只要你的系統(tǒng)校準(zhǔn)得好,人們就可以很容易地復(fù)制它。”
最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然能源》雜志上。
為了確保其他人能夠復(fù)制他們的方法,并將其直接應(yīng)用于全尺寸的燃料電池,該團隊與以色列理工學(xué)院的專家合作,并證明了這種方法在實際的燃料電池中是有效的。
這兩個團隊發(fā)現(xiàn),通過用更便宜的銀代替之前催化劑中使用的一些鉑基金屬,他們可以以更低的價格獲得同樣有效的燃料電池——現(xiàn)在他們已經(jīng)有了一種成熟的開發(fā)催化劑的方法,他們可以開始測試更雄心勃勃的想法。
“我們可以嘗試完全不使用鉑族金屬(PGM),”他們說:“這對學(xué)術(shù)界的燃料電池研究以及燃料電池工業(yè)的實用催化劑開發(fā)都有很大的好處。”
近期,由美國能源部SLAC國家加速器實驗室、斯坦福大學(xué)和豐田研究所(TRI)在這方面取得了突破。其氫燃料電池技術(shù)有了最新的進展,通過用銀替代催化劑中的鉑金屬,大幅降低了成本,標(biāo)志著向經(jīng)濟實惠、高效的綠色能源存儲邁出了重要一步。
研究人員表示,“氫燃料電池在能量儲存和轉(zhuǎn)換方面具有巨大的潛力,它可以使用氫作為汽油等的替代燃料。但運行燃料電池仍然相當(dāng)昂貴。”
他們解釋稱,問題在于燃料電池通常依賴于一種催化劑,這種催化劑由昂貴的鉑族金屬(PGM)包裹,它可以促進化學(xué)反應(yīng),從而使系統(tǒng)正常工作。這促使研究人員們立志尋找使催化劑更便宜的方法。
在最新研究中,研究人員成功大幅降低了制造成本,他們用一種更便宜的替代品——銀,部分取代了鉑族金屬。不過,真正的關(guān)鍵是他們簡化了將催化劑放到電池電極上的化學(xué)配方。
據(jù)了解,科學(xué)家們通常將催化劑混合到液體中,然后將其涂在網(wǎng)狀電極上,但這些催化劑配方在不同的實驗室環(huán)境和不同的工具中并不總是以相同的方式發(fā)揮作用,這使得將其轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實世界的應(yīng)用變得困難。
為了解決這個問題,該團隊使用了一個真空室來控制他們的新催化劑在電極上的沉積。研究人員說:“這種高真空工具是一種‘所見即所得’的方法。原則上,只要你的系統(tǒng)校準(zhǔn)得好,人們就可以很容易地復(fù)制它。”
最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然能源》雜志上。
為了確保其他人能夠復(fù)制他們的方法,并將其直接應(yīng)用于全尺寸的燃料電池,該團隊與以色列理工學(xué)院的專家合作,并證明了這種方法在實際的燃料電池中是有效的。
這兩個團隊發(fā)現(xiàn),通過用更便宜的銀代替之前催化劑中使用的一些鉑基金屬,他們可以以更低的價格獲得同樣有效的燃料電池——現(xiàn)在他們已經(jīng)有了一種成熟的開發(fā)催化劑的方法,他們可以開始測試更雄心勃勃的想法。
“我們可以嘗試完全不使用鉑族金屬(PGM),”他們說:“這對學(xué)術(shù)界的燃料電池研究以及燃料電池工業(yè)的實用催化劑開發(fā)都有很大的好處。”