2024-06-28
开云新型燃料电池阴极催化剂问世—新闻—科学网
本报讯（记者甘晓）日前，记者从中科院历程项目研究所获悉，该所生化项目国度重点试验室研究员王丹团队研发了一种sp杂化氮掺杂的石墨炔，其于催化燃料电池阴极氧还原反映（ORR）中显示出精良的催化机能。研究结果近期揭晓在《天然 化学》。 燃料电池是一种把化学能转化为电能的装配，具备零污染、能量转化效率高、合用规模广泛等长处，是最具远景的新型能源转扮装置之一。其阴极氧还原反映(ORR)是一个动力学缓慢的历程，需要于催化剂的作用下才气输出有用的电流密度。 王丹告诉《中国科学报》记者，传统的ORR催化剂重要为价格昂贵的铂类质料，开发价格低廉的非贵金属ORR催化剂是促成燃料电池范围运用的一定选择。 研究证明，氮掺杂碳基催化剂具备精良的ORR催化活性以及不变性，无望代替铂类催化剂于燃料电池中的运用。而氮掺杂构型有许多差别的情势，包孕吡啶氮、亚胺氮、吡咯氮、氨基氮、腈基氮、石墨氮以及氧化氮等。 研究者正常以为，吡啶氮的存于创举了ORR活性位点，而其它高机能的氮掺杂构型鲜有报导。 王丹暗示。 研究职员以薄层石墨炔质料为根蒂根基，经由过程周环反映乐成于薄层石墨炔的炔键上引入了新型的sp杂化氮原子，实现了氮的定点、定量����APP掺杂。据先容，与其它情势的氮构型比拟，sp杂化氮原子的引入使患上周围碳原子带有更多的正电荷，更有益在氧的吸赞同活化，使电子更容易转移到催化剂外貌,可以或许显著提高ORR催化机能。 试验成果显示，该质料于碱性前提下，半波电位为0.87伏，动力学电流密度每一立方厘米38毫安，这一数据均优在贸易铂 碳催化剂，并体现出更好的不变性以及甲醇耐受性。于酸性前提下，该质料的活性虽略低在贸易铂 碳催化剂，但仍优在其它非金属催化剂。 论文称，这类氮原子可控掺杂的机理以及计谋为催化剂的设计提供了一种新思绪，无力鞭策了非金属催化剂代替铂基催化剂的进程。 相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41557-018-0100-1 《中国科学报》 (2018-08-28 第1版 要闻)/开云
