钜大LARGE | 点击量:2452次 | 2019年05月25日
电池中毒是何原因?为此氢能源难以发展!我国研究取得重大突破
我们都知道氢能源是我们未来的发展方向,而氢燃料电池因为是以氢为燃料,经过和氧气发生反应最后的化合产物也只有水,真正的实现了“零”排放,能量的转化效率高等等优势,然而以我们现阶段的科技技术,限制了氢燃料电池的推广和普及,其中的一大难题是氢燃料电池铂电极的一氧化碳“中毒”问题。
燃料电池中毒的主要原因是,现今的氢能源主要源于甲醇和天然气一类的碳氢化合物的蒸汽重整和水煤气变换反应,因此这样产生的氢气会含有0.5%-2%的一氧化碳,但是作为氢燃料电池的“心脏”,铂电极极易被一氧化碳的杂质“毒害”,导致电池的寿命以及性能的下降,导致氢燃料电池至今也很难得到推广。
针对这个关键性的难题,在我们中国科学技术大学等各个研究所的联合攻关下,提出了车载氢气净化的方案,该方案利用原子沉积的技术,首次在二氧化硅搭载的铂金属纳米颗粒的表面上精确的构筑出了分散的原子饿的氢氧化铁{Fe1(OH)x}物种,实现了在-75℃至110℃范围内100%的一氧化碳可以选择性去除,从而避免一氧化碳杂质进入电池进而毒化铂电极。突破了当今一氧化碳反应中催化剂工作温度过高以及温度范围窄的两大瓶颈,为氢燃料电池在频繁的启动冷却以及连续的运转期间提供全方位的保护。
这项研究成果为氢燃料电池的“心脏”提供了全新的保护手段,解决了在各种极端条件下一氧化碳的问题,为氢燃料电池未来的推广扫清了重大阻碍。研究组的路军岭也说了:“这一成果可能会大大加速氢燃料电池汽车时代的到来”。
他们的最终目标是开发一种廉价并且高活性,高选择性的一氧化碳氧气催化剂,到时既可以为我们的车载燃料电池提供全时保护,也可以为工厂所需的高纯度氢气提供可靠的解决方案。