科學(xué)家研發(fā)展動(dòng)力燃料電池：替代鉑進(jìn)行催化
韓國(guó)高麗大學(xué)的一個(gè)科學(xué)家組概述了一個(gè)用人尿內(nèi)的碳原子制造廉價(jià)電力的計(jì)劃。這些研究人員稱，他們會(huì)用天然存在于人尿中的碳取代燃料電池內(nèi)昂貴的鉑。燃料電池是一項(xiàng)通過氫氧反應(yīng)把化學(xué)能變成電能的很有發(fā)展前途的技術(shù)。
根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)，把氫氣送到燃料電池一側(cè)、帶有負(fù)電荷的陽(yáng)極上，同時(shí)氧被送到燃料電池另一側(cè)、帶有正電荷的陰極上。在陽(yáng)極上，一種通常是鉑的催化劑把氫原子的電子分離出來，留下帶正電荷的氫離子和自由電子。陽(yáng)極和陰極之間的一張膜只允許氫離子通過。這意味著電子只有沿著外電路移動(dòng)，繼而產(chǎn)生電流。
科學(xué)家希望燃料電池將來有機(jī)會(huì)得到廣泛應(yīng)用，為汽車和住宅提供電力。問題是燃料電池內(nèi)的催化劑過于昂貴，而且它的高成本現(xiàn)已抑制這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)發(fā)展。但通過用具有相似特性的碳代替鉑，韓國(guó)研究人員認(rèn)為他們可能大幅降低燃料電池的成本。
生物質(zhì)燃料低溫電池
2014年2月9日，美國(guó)科學(xué)家開發(fā)出一種直接以生物質(zhì)為原料的低溫燃料電池。這種燃料電池只需借助太陽(yáng)能或廢熱就能將稻草、鋸末、藻類甚至有機(jī)肥料轉(zhuǎn)化為電能，能量密度比基于纖維素的微生物燃料電池高出近100倍。
這種技術(shù)，在室溫下就能對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行處理，對(duì)原材料的要求極低，幾乎適用于所有生物質(zhì)，如淀粉、纖維素、木質(zhì)素，甚至柳枝稷、鋸末、藻類以及禽類加工的廢料都能被用來發(fā)電。如果缺乏上述原料，水溶性生物質(zhì)或懸浮在液體中的有機(jī)材料也沒有問題。該設(shè)備既可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)以家庭為單位小規(guī)模使用，也可以在生物質(zhì)原料豐富的城市大規(guī)模使用。
實(shí)驗(yàn)顯示，這種燃料電池的運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20小時(shí)，這表明POM催化劑能夠再利用而無需進(jìn)一步的處理。研究人員報(bào)告稱，這種燃料電池的最大能量密度可達(dá)每平方厘米0.72毫瓦，比基于纖維素的微生物燃料電池高出近100倍，接近目前效能最高的微生物燃料電池。鄧玉林認(rèn)為，在對(duì)處理過程進(jìn)行優(yōu)化后應(yīng)該還有5倍到10倍的提升空間，未來這種生物質(zhì)燃料電池的性能甚至有望媲美甲醇燃料電池。
直接甲酸燃料電池
科研人員通過向普通的碳黑中摻雜磷化鎳(Ni2P)獲得了一種簡(jiǎn)單廉價(jià)的復(fù)合載體，然后將鈀負(fù)載在該復(fù)合載體上得到直接甲酸燃料電池用陽(yáng)極電催化劑。
據(jù)介紹，該類催化劑在酸性環(huán)境中的活性、壽命、抗中毒能力及長(zhǎng)效工作穩(wěn)定性方面均優(yōu)于商業(yè)催化劑和其他已經(jīng)報(bào)道的催化劑。其中，利用該體系中的Pd-Ni2P/C作為DFAFC催化劑時(shí)其功率密度高達(dá)550mW/cm2，較商業(yè)性能提高2.5倍，是目前所見文獻(xiàn)報(bào)道的DFAFC的最高性能，相關(guān)研究成果發(fā)表于日前的《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。

標(biāo)簽：研究進(jìn)展燃料電池