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東北大學開發新型非貴金屬催化劑 有望用于氫燃料動力電池

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2023年03月07日  

作為一種環保能源,氫燃料動力電池具有廣泛的應用前景。然而,這種電池中使用的傳統催化劑成本高、效率低,阻礙了現有技術的商業化。據外媒報道,東北大學(Northeastern)等機構的研究人員發現了一種新型催化劑,不要使用貴金屬,有望取代常用的鉑基催化劑。


(:東北大學)


在氫燃料動力電池中,催化劑用以加速能量轉換過程,即氧還原反應。東北大學的物理學教授ArunBansil表示,可持續性催化劑應由儲量豐富的材料制成,而且當氧氣被引入化學反應時,不會出現碳排放。


東北大學的研究人員一直在研究特定種類的催化劑,即所謂的氮配位鐵催化劑(nitrogen-coordinatedironcatalysts),作為潛在的可持續選項。從分子上來說,氮配位鐵催化劑被含義為由四個氮原子包圍的鐵原子。氮原子稱為配體,可和中心金屬原子結合形成更大復合物的分子。


這是一個眾所周知的結構。Bansil表示,通過添加第五個配體(即在四個氮基上再加上一個),可以形成更穩定、更堅固的電催化劑。


第五個配體提高了催化劑的耐用性。當氧氣被添加到結構中時,第五個配體似乎在設法將鐵保持在鐵-氮平面上。假如第五個配體不存在,當氧氣進入這些復合物中時,鐵就會從鐵氮平面上脫落,從而使催化劑不那么持久。


研究人員使用X射線發射光譜和Mössbauer光譜(計算化學中的技術)進行觀察,希望能進一步了解這種催化劑的運行機制,以進行合理設計和改良材料。研究人員表示:在制備過程中,使用這種計算方法,有助于確定催化劑發生變化時的催化位點。所供應的圖片也有助于發現什么催化劑更穩定。


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