改进清洁的甲醇燃料电池。免费技术图书馆新闻

清洁甲醇燃料电池的改进

12.12.2020

由于使用化石燃料引起的许多环境问题，世界各地的许多科学家都致力于寻找有效的替代品。尽管对氢燃料电池寄予厚望，但现实情况是，运输、储存和使用纯氢会带来巨大的额外成本，这使得当今的技术难以实现。相比之下，甲醇 (CH3O3) 是一种酒精，不需要冷藏，能量密度更高，运输更容易、更安全。因此，向以甲醇为基础的经济转型是一个更现实的目标。

然而，在室温下从甲醇发电需要直接甲醇燃料电池 (DMFC)，该设备迄今为止性能不佳。 DMFC 的主要问题之一是在甲醇转变过程中发生的不希望的“甲醇氧化”反应，“即，当它从阳极传递到阴极时。该反应导致铂 (Pt) 催化剂的破坏, 这对电池的运行至关重要。虽然已经提出了某些策略来缓解这个问题，但由于成本或稳定性问题，到目前为止还没有一个足够好。

一群来自韩国的科学家想出了一个创造性和有效的解决方案。他们使用相对简单的程序制造了一种催化剂，该催化剂由包裹在碳壳中的 Pt 纳米颗粒组成。这个壳形成了一个几乎不可渗透的碳网络，带有由氮缺陷引起的小孔。虽然 DMFC 中的主要反应物之一氧气可以通过这些“孔”到达 Pt 催化剂，但甲醇分子太大而无法通过。

“碳壳就像分子筛一样，为实际上可以到达催化剂位点的所需反应物提供选择性。这可以防止 Pt 核发生不必要的反应，”仁川国立大学（韩国）的 Oh Jung Kwon 教授解释说，谁领导了这项研究。

科学家们进行了各种实验来表征所制备催化剂的一般结构和组成，并证明氧气可以通过碳壳，而甲醇则不能。他们还发现了一种简单的方法来控制外壳中的缺陷数量，只需在热处理步骤中改变温度即可。在随后的实验比较中，他们的新纯化催化剂优于商业 Pt 催化剂，并且还表现出更高的稳定性。

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散装物质的固化 30.04.2024

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因此，为了响应放置材料的水生环境中 pH 值或温度的变化，人造肌肉能够有节奏地收缩。在温度变化的情况下，化学反应在 20 摄氏度左右开始。在这种情况下，可以对某些肌肉状态进行编程，并用另一种刺激再次重置它们。

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