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一個(gè)裝置既能生產(chǎn)氫氣，又能將其轉(zhuǎn)化為電能。
一組研究人員開發(fā)了一種結(jié)合了燃料電池和電解電池功能的新設(shè)備。該設(shè)備使電解產(chǎn)生氫和氧成為可能，然后可以打開和關(guān)閉，將氫燃料和氧轉(zhuǎn)換成電和水。
研究人員指出了這種新型組合設(shè)備的一系列潛在應(yīng)用。據(jù)稱，燃料電池和電解電池的組合可能對(duì)空間應(yīng)用、軍事應(yīng)用和一系列其他民用方案非常有用。該設(shè)備具有高能量密度和低環(huán)境影響的特點(diǎn)，研究人員表示，他們已經(jīng)開發(fā)出了一種可再生燃料電池(urfc)。
URFC背后的想法不一定是新的，但效率一直是阻礙它的關(guān)鍵問(wèn)題。然而，研究人員應(yīng)用了一種新開發(fā)的雙功能催化劑來(lái)克服這一挑戰(zhàn)。該雙功能催化劑使設(shè)備在電解電池模式下運(yùn)行，利用該催化劑將水分解為氫和氧，然后在燃料電池模式下再次將氧和氫結(jié)合形成水。
該團(tuán)隊(duì)能夠在燃料電池中使用新的催化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)。這項(xiàng)研究是在圣路易斯華盛頓大學(xué)麥凱維工程學(xué)院拉馬尼的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。研究小組共同發(fā)現(xiàn)了一種強(qiáng)大的雙功能催化劑，可用于氧電極。
該團(tuán)隊(duì)在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上發(fā)表的一篇論文中描述了這一進(jìn)展。
與氫電極不同，鉑是一種有效的雙功能催化劑，”Pralay Gayen說(shuō)?！坝捎谘踹€原和氧沉淀的緩慢動(dòng)力學(xué)，尋找合適的氧電極催化劑是一項(xiàng)挑戰(zhàn)?！彼沁@篇論文的第一作者，也是麥凱維工程學(xué)院拉馬尼實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，目前在英特爾工作。
Ramani實(shí)驗(yàn)室的博士后研究人員Sulay Saha和Pralay Gayen的這項(xiàng)研究遵循了第一個(gè)原則——在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室測(cè)試潛在的催化劑之前，考慮不同物質(zhì)的基本性質(zhì)。
該團(tuán)隊(duì)與前本科生研究員、合著者劉新泉一起，最終確定并開發(fā)了鉑焦綠石，一種高雙功能的鉑和釕酸鉛焦綠石復(fù)合材料。
“雙焦點(diǎn)指數(shù)”是一種衡量催化劑促進(jìn)正反應(yīng)和逆反應(yīng)能力的指標(biāo)。工程部的Kritika Sharma博士說(shuō)：“我們希望這個(gè)指數(shù)很低?！薄傲?，在理想的情況下?！毙麓呋瘎┑碾p功能指數(shù)為0.56伏特，與報(bào)道的其他催化劑相比非常低。在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的URFC設(shè)備中使用時(shí)，該催化劑達(dá)到了75%的往返效率(RTE)，這是該類型URFC中最高的往返效率。
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