纳米级催化剂可以改善清洁能源燃料电池的性能和生产

根据AppliedCatalysisB：Environmental杂志发表的一项研究，大邱庆北科学技术研究所(DGIST)的研究人员开发出可以降低清洁能源燃料电池总成本的纳米催化剂。

聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)将氢燃料和氧气之间反应过程中产生的化学能转化为电能。虽然PEMFC是一种有前途的清洁能源，它是独立的和可移动的-就像美国航天飞机上使用的碱性燃料电池-它们目前依赖昂贵的材料。此外，用于催化这些化学反应的物质降解，引起对可重复性和可行性的担忧。

DGIST能源材料科学家SangarajuShanmugam及其团队为PEMFC开发了活性和耐用的催化剂，可降低整体制造成本。催化剂为氮掺杂碳纳米棒，表面具有二氧化铈和钴纳米颗粒;基本上是含有氮，钴和二氧化铈的碳纳米棒。二氧化铈(CeO2)是铈和氧的组合，是一种廉价且环保的半导体材料，具有优异的氧还原能力。

使用称为静电纺丝的技术制造纤维，其中将高电压施加到液滴上，形成带电液体射流，然后将中间干燥成均匀的纳米尺寸颗粒。研究人员的分析证实，二氧化铈和钴颗粒均匀分布在碳纳米棒中，催化剂具有增强的发电能力。

发现氮掺杂的碳纳米棒催化剂上的二氧化铈负载的钴比仅含钴的氮掺杂的碳纳米棒和铂/碳更具活性和耐久性。他们在能量转换和储存的两种重要类型的化学反应中进行了探索：氧还原和氧气释放反应。

研究人员得出结论，二氧化铈可被认为是在氮掺杂碳纳米棒上与钴一起使用的最有希望的材料之一，以生产在PEMFC和相关器件中具有增强的电化学活性的稳定催化剂。