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低成本清潔能源：尿素燃料電池催化劑開發(fā)
作者:官方
來源:中國氫能源網(wǎng)
所屬欄目:科技創(chuàng)新
發(fā)布時間:2021-10-30 17:45
[ 導讀 ]據(jù)國外媒體報道：近日，韓國海事大學的研究人員使用不含貴金屬的廉價電極在尿素燃料電池中實現(xiàn)了最突出的性能表現(xiàn)。
據(jù)國外媒體報道：近日，韓國海事大學的研究人員使用不含貴金屬的廉價電極在尿素燃料電池中實現(xiàn)了最突出的性能表現(xiàn)。
為了滿足社會不斷增長的能源需求，同時努力實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標已成為一項全球性挑戰(zhàn)，科學家們正在探索各種技術來生產可替代化石燃料的清潔、可再生能源。除了風能和太陽能，使用燃料電池的電化學方法也很有吸引力，因為它們代表了一種緊湊、安靜且環(huán)保的發(fā)電替代方案。
直接尿素燃料電池（DUFC）是一種特殊類型的燃料電池，它通過分解尿素來發(fā)電，尿素是一種廣泛應用于肥料中的富氮分子，主要存在于廢水中。然而，燃料電池需要催化劑才能發(fā)揮作用。不幸的是，就DUFC而言，已知性能最好的催化劑是使用貴金屬（如鉑）制成的。
為了應對這一限制因素尋求更容易獲得的替代方案，由韓國海事大學的 Kyu-Jung Chae 教授領導的國際研究小組研究了一個具有前途的催化劑家族：鎳硫屬元素化合物。研究人員使用三維結構的泡沫鎳作為輕質“基材”，然后將鎳的最外層與不同的硫屬元素（氧、硫、硒和碲）結合，復合物由三維多孔結構的泡沫鎳和表面單層鎳硫化合物組成。
在合成和表征了各種催化劑后，該團隊確定Ni-Se催化劑具有最好的電化學性能。并確定了Ni-Se催化劑相比于其他元素具有的優(yōu)勢，正如 Chae 教授解釋的那樣：他們發(fā)現(xiàn)Se與 Ni 具有很強的協(xié)同作用，并且他們團隊制備的催化劑具有獨特的納米級微觀形貌，高的比表面級有助于尿素的氧化，大量的孔結構有助于物質傳輸。
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